D
分析:首先分析電路:閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端(即阻值最大處)時(shí),燈泡L、電阻R
1和R
2串聯(lián),電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流,電壓表測(cè)量的是電阻R
1和R
2兩端的電壓;將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端(即其連入電路中的電阻為0)時(shí),燈泡L和電阻R
1串聯(lián),電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流,電壓表測(cè)量的是電阻R
1兩端的電壓;
①、知道燈泡的額定電壓和額定功率,可利用公式R=
計(jì)算出燈泡的電阻.在圖1狀態(tài)下,小燈泡的實(shí)際功率為其額定功率的
,從而可利用公式I
2=
計(jì)算出此時(shí)電路中的電流I
1;在圖2狀態(tài)下,小燈泡正常發(fā)光,可利用公式I=
計(jì)算出此時(shí)電路中的電流I
2.
②、知道在圖1和圖2狀態(tài)下U
1:U
2=3:2,可利用公式U=IR列出一個(gè)電壓的比值式,從而可以計(jì)算出電阻R
1和R
2的關(guān)系①.
③、在圖1和圖2狀態(tài)下電源電壓不變,可利用公式U=IR列出兩個(gè)電源電壓的燈飾②③,①②③組成方程組,便可以計(jì)算出電阻R
1和R
2的阻值,電源電壓U.再在圖1狀態(tài)下,利用公式U=IR計(jì)算出電壓表的示數(shù)U
1.
④知道了電源電壓,又知道圖1和圖1狀態(tài)下的電流,可利用公式P=UI計(jì)算出滑片在變阻器左、右兩端時(shí)電路消耗的總功率的變化量為△P.
解答:閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端(即阻值最大處)時(shí),等效電路圖如圖1所示:
閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端(即其連入電路中的電阻為0)時(shí),等效電路圖如圖2所示:
①、∵U
額=12V,P
額=6W,
∴燈正常發(fā)光時(shí)的電阻為:R
L=
=
=24Ω.
在圖1狀態(tài)下,P
L實(shí)=
P
額=
×6W=1.5W;
∴此時(shí)電路中的電流為:I
12=
=
=0.0625A
2,
即I
1=0.25A;
∵在圖2狀態(tài)下,小燈泡正常發(fā)光,
∴此時(shí)電路中的電流為:I
2=
=
=0.5A.
②在圖1狀態(tài)下,U
1=I
1(R
1+R
2)=0.25A×(R
1+R
2),
在圖1狀態(tài)下,U
2=I
2R
1=0.5A×R
1,
即
=
=
,
解得:R
2=2R
1①.
②、在圖1狀態(tài)下,U=I
1(R
1+R
2+R
L)=0.25A×(R
1+R
2+24Ω)②,
在圖2狀態(tài)下,U=I
2(R
1+R
L)=0.5A×(R
1+24Ω)③,
①②③組成方程組,
解得:R
1=24Ω,R
2=48Ω,U=24V;
則電壓表的示數(shù)U
1為:U
1=I
1(R
1+R
2)=0.25A×(24Ω+48Ω)=18V.
③、∵I
1=0.25A,I
2=0.5A,U=24V,
∴滑片在變阻器左、右兩端時(shí)電路消耗的總功率的變化量為:△P=U△I=U(I
2-I
1)=24V×(0.5A-0.25A)=6W.
故A、B、C不符合題意,D符合題意.
故選D.
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)串、并聯(lián)電路的判斷,串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用.本題難點(diǎn)在于很多同學(xué)無(wú)法將三種狀態(tài)下的功率關(guān)系及電壓關(guān)系聯(lián)系在一起,故無(wú)法找到突破口.解答此類問(wèn)題時(shí),可將每一種情況中的已知量和未知量都找出來(lái),仔細(xì)分析找出各情況中的關(guān)聯(lián),即可求解.