单选题
标有“100欧4瓦”和“100欧36瓦”的两个电阻串联,允许加的最高电压是()V。
A
A.20
B
B.40
C
C.60
答案解析
正确答案:B
解析:
这是一道关于电阻串联电路安全电压计算的物理题。我们需要根据电阻的额定功率和阻值,确定电路中允许通过的最大电流,进而计算总电压。
### 1. 计算每个电阻允许通过的最大电流
根据电功率公式 $P = I^2 R$,可以推导出电流 $I = \sqrt{\frac{P}{R}}$。
* **对于第一个电阻($R_1 = 100\Omega, P_1 = 4W$):**
$$I_1 = \sqrt{\frac{P_1}{R_1}} = \sqrt{\frac{4}{100}} = \sqrt{0.04} = 0.2 \text{ A}$$
即第一个电阻允许通过的最大电流为 **0.2 A**。
* **对于第二个电阻($R_2 = 100\Omega, P_2 = 36W$):**
$$I_2 = \sqrt{\frac{P_2}{R_2}} = \sqrt{\frac{36}{100}} = \sqrt{0.36} = 0.6 \text{ A}$$
即第二个电阻允许通过的最大电流为 **0.6 A**。
### 2. 确定串联电路的最大允许电流
在串联电路中,流过各个元件的电流相等。为了保证两个电阻都不被烧坏,电路中的电流不能超过任何一个电阻的额定最大电流。因此,必须取两者中**较小**的那个值作为整个电路的最大允许电流。
$$I_{max} = \min(I_1, I_2) = \min(0.2 \text{ A}, 0.6 \text{ A}) = 0.2 \text{ A}$$
所以,该串联电路允许通过的最大电流为 **0.2 A**。
### 3. 计算允许加的最高电压
串联电路的总电阻等于各分电阻之和:
$$R_{total} = R_1 + R_2 = 100\Omega + 100\Omega = 200\Omega$$
根据欧姆定律 $U = I R$,允许加的最高电压为:
$$U_{max} = I_{max} \times R_{total} = 0.2 \text{ A} \times 200\Omega = 40 \text{ V}$$
### 结论
允许加的最高电压是 **40 V**。
故正确答案为 **B**。
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