甲、乙两个相同的灯泡串联后接上电压恒定的电源,每个灯泡消耗的功率为P0.突然,乙灯泡灯丝烧断,搭接灯丝后,甲消耗的功率为P1,乙消耗的功率为P2,则P0、P1、P2的关系为(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.P1>P0>P2
B.P0>P2>P1
C.P1>P2>P0
D.P2>P0>P1
解析:设电源电压,正常情况下每个灯泡的电阻为R,则
P0=(U/2)2/R=U2/(4R)
重新搭接后,L灯泡的电阻变小,则乙灯泡消耗的功率为:
P乙=P总-P甲,即
P2=UI-I2R=-(I2-IU/R)R=-[(I2-2I U/(2R) +(U/(2R))2-(U/(2R))2]R
=-[(I-U/(2R))2-(U/(2R))2]R
=U2/(4R)-[(I-U/(2R)]2R
可见,当I=U/(2R)时,P2最大,此时最大值是:
P2max=U2/(4 R)=P0 即
当R2=R时,其功率最大,当R2小于或大于R时,其功率都将变小.故当其电阻变小(重新搭接)时,其实际功率将变小.也即P2
0……(1)
同时,由于R2变小,电路总电阻变小,电路中的电流L1中的电流都将变大,L1的实际功率变大.故P1>P0……(2)
综合(1)、(2)可知:P1>P0>P2
答案:A
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