19. 如图所示，将标有“$ 12 V \quad 6 W $”的灯泡 $ L_1 $ 和“$ 6 V \quad 6 W $”的灯泡 $ L_2 $ 并联后，接在 $ 6 V $ 的电源上，则(设灯丝电阻不变) (
C
)
A.两灯的实际功率之和等于 $ 12 W $
B.两灯的实际功率之和大于 $ 12 W $
C.灯泡 $ L_1 $ 比灯泡 $ L_2 $ 暗
D.灯泡 $ L_2 $ 比灯泡 $ L_1 $ 暗
答案：19. C
解析：
解：
1. 计算$L_1$电阻：$R_1=\frac{U_{1额}^2}{P_{1额}}=\frac{(12\,V)^2}{6\,W}=24\,\Omega$
2. $L_1$实际功率：$P_{1实}=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(6\,V)^2}{24\,\Omega}=1.5\,W$
3. $L_2$实际功率：$U=U_{2额}=6\,V$，故$P_{2实}=P_{2额}=6\,W$
4. 功率比较：$P_{1实}=1.5\,W＜P_{2实}=6\,W$，$L_1$比$L_2$暗
C
20.(2025·徐州模拟)如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关 $ S $，将滑动变阻器 $ R $ 的滑片 $ P $ 从最右端向左滑动，直到小灯泡 $ L $ 正常发光，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则 (
D
)
A.曲线①是小灯泡 $ L $ 的 $ I-U $ 曲线
B.电源电压为 $ U_0 - U $
C.小灯泡 $ L $ 正常发光时滑动变阻器 $ R $ 的功率可表示为 $ S_1 $
D.小灯泡 $ L $ 的额定功率可表示为 $ S_1 + S_2 + S_3 + S_4 $
答案：20. D
解析：
解：
A. 滑片左移，电流增大，灯电压增大，变阻器电压减小。曲线①电压随电流增大而减小，为变阻器$R$的$I-U$曲线；曲线②为灯$L$的$I-U$曲线，A错误。
B. 电源电压$U_{总}=U_{灯}+U_{滑}$，当电流为两曲线交点电流时，$U_{灯}+U_{滑}=U_0$，故电源电压为$U_0$，B错误。
C. 灯正常发光时，变阻器电压为$U$，电流为$I$，功率$P=UI$，$S_1$为曲线①与坐标轴围成面积，非矩形，C错误。
D. 灯额定功率对应曲线②在额定状态下的$U_{额}I_{额}$，由图像面积关系知$S_1+S_2+S_3+S_4=U_0I_{额}-U_{滑}I_{额}=U_{额}I_{额}=P_{额}$，D正确。
答案：D
21. 如图甲所示，电源电压恒定，灯泡 $ L $ 上标有“$ 6 V $”字样，灯泡 $ L $ 的电流与两端电压的关系如图乙所示。滑动变阻器 $ R_1 $ 上标有“$ 50 \Omega \quad 1 A $”字样，定值电阻 $ R_2 $ 的阻值为 $ 20 \Omega $，电流表量程为 $ 0 \sim 3 A $。当闭合开关 $ S_2 $，断开开关 $ S_1 $、$ S_3 $ 时，灯泡 $ L $ 正常发光。
（1）求灯泡 $ L $ 正常发光时的电阻和电源电压。
（2）当闭合开关 $ S_3 $，断开开关 $ S_1 $、$ S_2 $ 时，调节变阻器的滑片 $ P $ 使灯泡消耗的功率为 $ 1.2 W $，求滑动变阻器 $ 10 s $ 内消耗的电能。
（3）当开关 $ S_1 $、$ S_2 $、$ S_3 $ 均闭合时，求电路允许消耗的最大功率。
答案：21. (1) 由图乙知，灯泡L 正常发光时的电阻$R_{L} = \frac{U_{L}}{I_{L}} = \frac{6\ V}{0.5\ A} = 12\ \Omega$；当闭合开关S₂，断开开关S₁、S₃ 时，灯泡L 与R₂ 串联，因灯泡L 正常发光，所以电路中的电流$I = I_{L} = 0.5\ A$，定值电阻R₂ 两端电压$U_{2} = IR_{2} = 0.5\ A×20\ \Omega = 10\ V$，电源电压$U = U_{L} + U_{2} = 6\ V + 10\ V = 16\ V$ (2) 当闭合开关S₃，断开开关S₁、S₂ 时，灯泡L 与变阻器R₁ 串联，根据图像可知，灯泡L 两端的电压为3 V，通过灯泡L 的电流为0.4 A 时，灯泡L 消耗的功率为1.2 W，电路中电流$I' = I_{L}' = 0.4\ A$，滑动变阻器两端的电压$U_{1} = U - U_{L}' = 16\ V - 3\ V = 13\ V$，滑动变阻器10 s 内消耗的电能$W_{1} = U_{1}I't = 13\ V×0.4\ A×10\ s = 52\ J$ (3) 当开关S₁、S₂、S₃ 均闭合时，R₁、R₂ 并联，通过R₂ 的电流$I_{2} = \frac{U}{R_{2}} = \frac{16\ V}{20\ \Omega} = 0.8\ A$，由于滑动变阻器R₁ 上标有“50 Ω 1 A”字样，所以，当通过R₁ 的最大电流$I_{1大} = 1\ A$时，干路电流$I_{总} = I_{1大} + I_{2} = 1\ A + 0.8\ A = 1.8\ A$，由电流表的量程为0～3 A，可得1.8 A＜3 A，所以，干路最大电流$I_{最大} = I_{总} = 1.8\ A$，则电路允许消耗的最大功率$P_{最大} = UI_{最大} = 16\ V×1.8\ A = 28.8\ W$
解析：
（1）由图乙知，灯泡正常发光时电压$U_{L}=6\ V$，电流$I_{L}=0.5\ A$，则电阻$R_{L}=\frac{U_{L}}{I_{L}}=\frac{6\ V}{0.5\ A}=12\ \Omega$；当闭合$S_{2}$，断开$S_{1}$、$S_{3}$时，灯泡与$R_{2}$串联，电路电流$I=I_{L}=0.5\ A$，$R_{2}$两端电压$U_{2}=IR_{2}=0.5\ A×20\ \Omega=10\ V$，电源电压$U=U_{L}+U_{2}=6\ V+10\ V=16\ V$。
（2）闭合$S_{3}$，断开$S_{1}$、$S_{2}$时，灯泡与$R_{1}$串联，由$P=UI$及图乙知，$P_{L}=1.2\ W$时，$U_{L}'=3\ V$，$I'=0.4\ A$，$R_{1}$两端电压$U_{1}=U - U_{L}'=16\ V-3\ V=13\ V$，消耗电能$W=U_{1}I't=13\ V×0.4\ A×10\ s=52\ J$。
（3）开关均闭合时，$R_{1}$、$R_{2}$并联，$I_{2}=\frac{U}{R_{2}}=\frac{16\ V}{20\ \Omega}=0.8\ A$，$R_{1}$最大电流$I_{1\max}=1\ A$，干路电流$I_{总}=I_{1\max}+I_{2}=1\ A+0.8\ A=1.8\ A$，最大功率$P_{\max}=UI_{总}=16\ V×1.8\ A=28.8\ W$。
