【题目编号】MC1-0993
【题目】有阻值分别为 R1 和 R2 的两个负载。R1 的阻值是 R2 的 N 倍。把它们并联后接到电源上,则以下描述正确的是:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)
【答案】A
[A]R1 两端的电压与 R2 的相同,R1 消耗的功率是 R2 的 1/N
[B]R1 两端的电压与 R2 的相同,R1 消耗的功率是 R2 的 N^2 倍
[C]R1 两端的电压是 R2 的 1/N,R1 消耗的功率是 R2 的 1/N^2
[D]R1 两端的电压是 R2 的 N 倍,R1 消耗的功率是 R2 的 N^2 倍
考点速览
这道题考的是并联电路里电压与功率的分配规律,与上一道并联题互为补充。题干给出两个电阻 R1 与 R2,R1 的阻值是 R2 的 N 倍,并联后接电源,要求判断两者的电压关系和功率倍数。考点核心是并联电路各支路电压严格相等,而功率等于电压平方除以电阻、与电阻成反比。
原理与依据
并联电路的定义决定了各支路两端被同一电源直接跨接,因此电压必然相同,都等于电源电压。这是并联电路最重要的结论,也是一切并联分析的出发点:不管各支路电阻相差多大,电压都相等。所以本题电压项的正确表述是"R1 两端的电压与 R2 的相同"。
功率方面,纯电阻负载的功率等于电压平方除以电阻。既然两电阻电压相同,功率就只由电阻决定,且与电阻成反比:阻值越大,电压平方除以它得到的功率越小。因为 R1 是 R2 的 N 倍,所以 R1 的功率是 R2 的 N 分之一。这正是并联电路里"小电阻吃大功率"的定量表达。
用一组数字验证:设 R2 为十欧、R1 为三十欧,即 N 等于三,接在三十伏电源上。两电阻电压都等于三十伏,这一点先确定。R2 的功率等于三十的平方除以十、得九十瓦;R1 的功率等于三十的平方除以三十、得三十瓦,正好是九十瓦的三分之一。电压相同、功率成 N 分之一,两个结论同时得到验证。
家庭电路就是典型的并联结构。插座上的各个用电器彼此并联,都跨接在二百二十伏电压上,因此每个电器的电压都是二百二十伏不变,与它内部等效电阻大小无关。电热水壶、空调这样的大功率电器,意味着它等效电阻小,接在固定电压下才会流过较大电流;小夜灯功率小、等效电阻反而大。这个日常经验正好印证本题:并联电压相同,功率与电阻成反比。
逐项辨析
选项 A:R1 两端的电压与 R2 的相同,R1 消耗的功率是 R2 的 1/N。电压相同是并联本质,功率随电阻成反比,两项都正确,正确。
选项 B:电压相同这部分对,但功率写成 R2 的 N² 倍,方向完全反了,并联时阻值大者功率应更小,错误。
选项 C:电压写成 R2 的 1/N,这是把串联分压的规律误套到并联上。并联电压相等,不可能出现 1/N 的差异,错误;功率的 1/N² 也错。
选项 D:电压写成 R2 的 N 倍,同样违背并联电压相等的事实,错误;功率的 N² 倍也错。
易混淆点
并联与串联的两条基本规律最容易张冠李戴。并联电路电压相等、电流与电阻成反比;串联电路电流相等、电压与电阻成正比。本题题干明确是并联,电压就锁定为"相同",凡是出现电压成 N 倍或 1/N 的选项都应立即排除。功率在并联里与电阻成反比,在串联里与电阻成正比,方向也相反。
应试要点
记两条口诀:并联电压相同,功率随电阻成反比、阻值大者功率小;串联电流相同,功率随电阻成正比、阻值大者功率大。本题是并联,看到"电压相同"选它,看到"电压成倍"排除,功率锁定 N 分之一。