Question

11．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L₁、L₂的電阻R₁、R₂不隨溫度的變化而變化．當開關S_l、S₂都閉合時，電流表的示數為0.5A，電壓表的示數為10V；將電壓表、電流表的位置互換，當開關S_l斷開、S₂閉合，電流表的示數為0.2A．則以下結論正確的是（　　）

• A． 小燈泡L₂的電阻 R₂ 為50Ω
• B． 電壓表、電流表的位置互換后電壓表的示數會變小
• C． 電壓表、電流表的位置互換后，L₁的亮度比L₂亮
• D． 電壓表、電流表的位置互換后，L₁通電10秒鐘產生的熱量為8J

Answer 1

分析 （1）當開關S_l、S₂都閉合時，L₁與L₂并聯，電流表測通過L₁的電流，電壓表測電源的電壓，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出L₁的阻值；
（2）將電壓表、電流表的位置互換，當開關S_l斷開、S₂閉合時，L₁與L₂串聯，電壓表測電源的電壓，電流表測電路中的電流，根據電源的電壓可知電壓表示數的變化，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出L₂的阻值；根據P=I²R比較兩燈泡的實際功率關系，實際功率大的燈泡較亮，最后利用Q=I²Rt求出L₁通電10秒鐘產生的熱量．

解答 解：（1）當開關S_l、S₂都閉合時，L₁與L₂并聯，電流表測通過L₁的電流，電壓表測電源的電壓，
則電源的電壓U=10V，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，L₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω；
（2）將電壓表、電流表的位置互換，當開關S_l斷開、S₂閉合時，L₁與L₂串聯，電壓表測電源的電壓，電流表測電路中的電流，
因電源的電壓不變，
所以，電壓表的示數仍為10V不變，故B錯誤；
此時電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{10V}{0.2A}$=50Ω，
因為串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，L₂的阻值：
R₂=R-R₁=50Ω-20Ω=30Ω，故A錯誤；
因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，由P=I²R可知，L₂的阻值較大，實際功率較大，燈泡較亮，故C錯誤；
L₁通電10秒鐘產生的熱量：
Q₁=I²R₁t=（0.2A）²×20Ω×10s=8J，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了串并聯電路的特點和歐姆定律、焦耳定律的應用，分清兩種情況下電路的連接方式和電表所測的電路元件是關鍵．