题目内容

(2012?东城区二模)如图所示电路,电源两端电压不变,设灯的电阻不随温度变化.当开关S1、S2都闭合时,灯L正常发光,R1消耗的功率为18W;当开关S1、S2都断开时,灯L的功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为2W,则下列说法正确的是(  )
分析:(1)当开关S1、S2都闭合时,R1、R2和灯泡并联,根据P=
U2
R
,用R1消耗的功率和电阻表示出电源的电压,代入灯泡消耗的功率,求出RL
(2)当开关S1、S2都断开时,R1、R2和灯泡串联,先求出电路中电流,利用此时灯泡功率是额定功率的
1
9
,求出R1、R2和灯泡电阻之间的关系,再利用R2消耗的功率求出R2,联立方程即可求出灯泡的额定功率和它们的电阻关系;
(3)当只闭合S1时,电路为R2的简单电路,根据已知条件和P=
U2
R
求出此时电路消耗功率.
解答:解:(1)当开关S1、S2都闭合时,等效电路图如图:
电阻R1、R2和灯泡L并联,
∵灯L正常发光,
∴此时灯的实际功率就是额定功率,
∵P=
U2
R

∴U2=P1R1--------------------------------①
RL额定功率P=
U2
RL
=
P1R1
RL

RL=
18R1
P
------------------------②
(2)当开关S1、S2都断开时,等效电路图如图:
电阻R1、R2和灯泡L串联,
此时灯泡的功率
PL=I2RL=(
U
R1+R2+RL
2RL=
1
9
P
把①②式代入上式可得:
2RL=R1+R2------------------------③
R2消耗的功率
P2=I2R2=(
U
R1+R2+RL
2R2=2W
即R2=
18RL
P
------------------------④
联立②③④式得:
P=18W,R1=R2=RL
(3)当只闭合S1时,电路为R2的简单电路,
此时电路的总功率P=
U2
R2
=
P1R1
R2
=P1=18W;
由以上计算可知,只有C符合题意.
故选C.
点评:本题的关键是认清电路的串并联,利用欧姆定律和电功率公式找到电阻R1、R2和RL的关系,属于难题.
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