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...
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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36W;当开关S1、S2都断开时,灯L的功率为其额定功率的,R2消耗的功率为2W,则下列说法正确的是( )
A.R1=2R2
B.RL=R1+R2
C.灯L的额定功率为24W
D.只闭合S2时,电路消耗功率为72W
【回答】
欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)当开关S1、S2都闭合时,R1、R2和灯泡并联,根据P=,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,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;
(3)只闭合S2时,为灯的简单电路,电路的功率即灯的额定功率.
【解答】解:设灯的电阻不随温度变化.当开关S1、S2都闭合时,两电阻与灯并联,灯L正常发光,电源电压等于灯的额定电压,R1消耗的功率为36W;根据P=得:U2=P1R1=36W×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当开关S1、S2都断开时,三个用电器串联,灯L的功率为其额定功率的,根据P=,灯的电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,此时灯的电阻为,R2消耗的功率为2W,
由于灯L正常发光,此时灯的实际功率就是额定功率,
RL额定功率PL额===,所以,RL=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R1、R2和灯泡L串联,
根据串联电路的总阻值等于各电阻之和可知:此时总阻值R串联=R1+R2+RL,
灯泡的功率PL=I2RL=RL,由于PL=P额,PL=I2RL=RLPL额,
把①②式代入上式可得:
RL=R1+R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,B正确;
R2消耗的功率P2=I2R2=R2═2W,
即R2=2W, R2=2W,
所以,R2=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立②③④式得:P额=12W或24W;
只闭合S2时,为灯的简单电路,电路的功率即灯的额定功率为12W或24W,D错误;
故选BC.
【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.
知识点:电功率
题型:选择题