问题
选择题
一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系如图中的(a)所示,将它与两个标准电阻R1、R2组成如图(b)所示电路,当电键S接通位置1时,三个用电器消耗的电功率均为P.将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,下列关系中正确的是( )
A.P1>P
B.P1>P2
C.4P1>PD
D.PD+P1+P2>3P

答案
根据电阻器D的伏安特性曲线,其电阻随电压的增大而减小,电压的减小而增大.设R1=R2=R.
将电键S切换到位置2前,电阻器D和电阻R1、R2的电压分别为U0、
.由于三个用电器消耗的电功率均为P,由功率公式P=U0 2
,得到此时电阻器D的电阻RD=4R,外电路总电阻为R总=U2 R
=2R?4R 6R
R.将电键S切换到位置2后,电阻器D的电压减小,电阻增大,RD>4R,外电路总电阻R总>R+4 3
=1.8R.R?4R 5R
A、将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1并联的电阻为R并=
>RDR RD+R
=4RR 4R+R
R<R,所以电阻R1的电压小于4 5
,电阻R1消耗的功率减小,即有P1>P.故A错误.U0 2
B、电阻R1的电压小于
,电阻R2的电压大于U0 2
,则P1>P2.故B错误.U0 2
C、将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1的电压相等,由功率公式P=
,由于RD>4R,则4P1>PD.故C正确.U2 R
D、由于外电路总增大,而总电压不变,电路的总功率减小,则PD+P1+P2<3P.故D错误.
故选C