Question

2．如图所示电路，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，若电路中连接“3V 1W”的灯泡L₁，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在A点，L₁正常发光．若将L₁改接成“4V  2W”的灯泡L₂，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在B点，L₂正常发光，再将滑动变阻器的滑片P移到端点C时，灯泡熄灭，电压表有示数、电流表无示数．在上述过程中，下列说法不正确的是（　　）

• A． A点在B点的右侧，C点在最左端
• B． 灯泡熄灭，不一定是因为灯泡断路
• C． 两灯泡正常发光时电路的总功率相等
• D． 两种灯泡正常发光时滑动变阻器的功率相等

Answer 1

分析 由实物图可知，灯泡也滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压．
根据P=UI计算两灯正常发光电流，由I=$\frac{U}{R}$判断两灯分别接入电路正常发光时变阻器连入阻值，从而知道A、B的位置；由P在C端时灯泡熄灭，电压表有示数、电流表无示数．分析故障的原因，由此判断C点是哪端；
根据灯泡正常发光电流，由P=UI判断两灯正常发光时电路的总功率大小；
由P_总=P_L+P_R计算变阻器功率．

解答 解：由图可知，灯泡也滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压．
AB、根据P=UI计算两灯正常发光电流：I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{1W}{3V}$=$\frac{1}{3}$A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A，
所以滑动变阻器连入电路的电阻分别为：R_变A=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V-3V}{\frac{1}{3}A}$=9Ω，R_变B=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-4V}{0.5A}$=4Ω，滑片P的位置在A点，L₁正常发光；在B点时L₂正常发光，由图可知，A在B的右侧；
原来灯泡L₂正常发光，滑动变阻器的滑片P移到端点C时，灯泡熄灭，电流表无示数，说明灯泡断路了，所以原因C端是变阻器的最小值那端，即左端，此时灯泡电压超过了其额定电压而烧坏，此时电压表串联在电路中有示数且几乎等于电源电压；还有可能是电流表断路了，同样会有此现象；若灯短路而熄灭，电流表会有读数，不合题意．故A、B说法正确；
C、根据P=UI，L₁正常发光时电路的总功率P_总1=UI₁=6V×$\frac{1}{3}$A=2W，L₂正常发光时电路的总功率P_总2=UI₂=6V×0.5W=3W，故C说法不正确；
D、L₁正常发光时，滑动变阻器的功率P_变1=P_总1-P₁=2W-1W=1W，L₂正常发光时，滑动变阻器的功率P_变2=P_总2-P₂=2W-2W=1W，故D说法正确．
故选C．

点评 本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，要能熟练运用公式，关键是从灯泡正常发光电流分析解答各选项．