Question

11．如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成．超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I＞I_c时，将造成超导体失超，即超导体从超导态（电阻为零，即R₁=0Ω）转变为正常态（一个纯电阻，且R₁=3Ω），用这种特性可以限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流Ic=1.2A，限流电阻R₂=6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r=2Ω．原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现灯泡L突然发生短路，则（　　）

• A． 灯泡L短路前通过超导电阻R₁的电流为$\frac{2}{3}$A
• B． 灯泡L短路后通过超导电阻R₁的电流为$\frac{4}{3}$A
• C． 灯泡L短路后路端电压比灯泡L短路前大
• D． 灯泡L短路后电源的输出功率比灯泡L短路前大

Answer 1

分析 灯泡短路时，只有R₂接入电路，则由闭合电路的欧姆定律可得出电路中电流变化，超导体可能失超；电路为两个电阻并联，由电阻的并联可求得总电阻，则可求得总电流及流过R1的电流，由电源的输出功率的计算公式可知电源输出功率的变化．

解答 解：A、短路前，灯泡与超导电阻串连接入电路，因灯泡正常发光，则电路中电流I_L=$\frac{P}{U}=\frac{6}{6}$=1A；故A错误；
B、灯泡短路后，两个电阻并联，电路中的电阻为R′=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=2Ω，路端电压U=$\frac{E}{R′+r}$R′=4V，通过R₁的电流为I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{4}{3}$A，故B正确；
C、灯泡短路后，两个电阻并联，电路中的电阻为R′=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=2Ω，路端电压U=$\frac{E}{R′+r}$R′=4V，而灯泡正常工作时路端电压为6V，故C错误；
D、由C的分析可知，短路后内外电阻相等，故电源的输出功率最大，故D正确；
故选：BD．

点评 本题考查学生对闭合电路欧姆定律的理解及应用，同时还要注意电源的输出功率当内外电阻相等时最大．