题目内容

17.如图所示,电源电压恒为12V,L1上标有“3V 3W”字样,当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1正常发光,电路的总功率为P1;将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为0.5A,电路的总功率为P2,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是(  )
A.滑动变阻器的最大电阻为9ΩB.L2正常发光时电阻为6Ω
C.L2的额定功率为6WD.P1:P2=1:2

分析 (1)当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1与滑动变阻器最大阻值的一半串联,电流表测电路中的电流,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出L1的电阻和电路中的总电阻,利用电阻的串联变阻器接入电路中的阻值,进一步求出滑动变阻器的最大电阻,根据P=UI求出电路的总功率;
(2)将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,L2恰好正常发光,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出L2正常发光时电阻,根据P=I2R求出L2的额定功率,根据P=UI求出电路的总功率,然后求出两种情况下电路总功率之比.

解答 解:(1)当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1与$\frac{1}{2}$R滑串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,且L1正常发光,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I1=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,L1的电阻和电路中的总电阻:
R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω,R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{1A}$=12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的电阻:
$\frac{1}{2}$R滑=R-R1=12Ω-3Ω=9Ω,
解得:R滑=18Ω,故A错误;
电路的总功率:
P1=UI1=12V×1A=12W;
(2)将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2与R滑串联,电流表测电路中的电流,
电路中的总电阻:
R′=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω,
因L2恰好正常发光,
所以,L2正常发光时电阻:
R2=R′-R滑=24Ω-18Ω=6Ω,故B正确;
L2的额定功率:
P2=I22R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W,故C错误;
电路的总功率:
P2=UI2=12V×0.5A=6W,
所以,P1:P2=12W:6W=2:1,故D错误.
故选B.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意灯泡正常发光时的功率和额定功率相等.

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