3. 一个电阻器的电阻为 $ R $,当它两端的电压为 $ U $,通电时间为 $ t $,则消耗的电能为 $ W $,若要使它消耗的电能为$ \frac{W}{4} $,下面采用的方法正确的是 (
C
)
A.电阻 $ R $ 不变,电压减半,通电时间 $ t $ 减半
B.电阻 $ R $ 不变,电压不变,通电时间 $ t $ 减半
C.电阻 $ R $ 不变,电压减半,通电时间 $ t $ 不变
D.电阻为$ \frac{R}{2} $,电压增大为原来的 $ 2 $ 倍,通电时间 $ t $ 不变
解析:
根据电能公式 $ W = \frac{U^2}{R}t $。
A. 电阻 $ R $ 不变,电压减半为 $ \frac{U}{2} $,通电时间减半为 $ \frac{t}{2} $,则电能 $ W_A = \frac{(\frac{U}{2})^2}{R} · \frac{t}{2} = \frac{U^2 t}{8R} = \frac{W}{8} \neq \frac{W}{4} $。
B. 电阻 $ R $ 不变,电压不变,通电时间减半为 $ \frac{t}{2} $,则电能 $ W_B = \frac{U^2}{R} · \frac{t}{2} = \frac{W}{2} \neq \frac{W}{4} $。
C. 电阻 $ R $ 不变,电压减半为 $ \frac{U}{2} $,通电时间不变,电能 $ W_C = \frac{(\frac{U}{2})^2}{R}t = \frac{U^2 t}{4R} = \frac{W}{4} $。
D. 电阻为 $ \frac{R}{2} $,电压增大为 $ 2U $,通电时间不变,电能 $ W_D = \frac{(2U)^2}{\frac{R}{2}}t = \frac{8U^2 t}{R} = 8W \neq \frac{W}{4} $。
C