12. 图(a)是灯泡L和定值电阻R的I-U图像,将L和R先后以图(b)和图(c)两种方式连在同一电源上。若图(b)中$U_1:U_2=m$,图(c)中$I_1:I_2=n$,则下列关系正确的是()。

A.$m=n$
B.$m<n$
C.$m>n$
D.$mn=1$
A.$m=n$
B.$m<n$
C.$m>n$
D.$mn=1$
答案
C
解析
1. 图(b)中灯泡L与定值电阻R串联,电路电流处处相等,由欧姆定律得$U_1=IR_L$,$U_2=IR$,因此$m=\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_L}{R}$,$R_L$为串联状态下灯泡的电阻。由I-U图像可知,串联时相同电流下灯泡两端电压大于R两端电压,故$R_L>R$,可得$m>1$。
2. 图(c)中灯泡L与定值电阻R并联,二者两端电压相等,由欧姆定律得$I_1=\frac{U}{R_L'}$,$I_2=\frac{U}{R}$,因此$n=\frac{I_1}{I_2}=\frac{R}{R_L'}$,$R_L'$为并联状态下灯泡的电阻。
3. 灯泡的电阻随两端电压增大而增大:串联时灯泡两端电压小于电源总电压,并联时灯泡两端电压等于电源总电压,因此$R_L'>R_L$。由I-U图像可知,并联时相同电压下通过R的电流大于通过L的电流,故$R_L'>R$,可得$n<1$。
4. 综上$m>1$、$n<1$,因此$m>n$。
2. 图(c)中灯泡L与定值电阻R并联,二者两端电压相等,由欧姆定律得$I_1=\frac{U}{R_L'}$,$I_2=\frac{U}{R}$,因此$n=\frac{I_1}{I_2}=\frac{R}{R_L'}$,$R_L'$为并联状态下灯泡的电阻。
3. 灯泡的电阻随两端电压增大而增大:串联时灯泡两端电压小于电源总电压,并联时灯泡两端电压等于电源总电压,因此$R_L'>R_L$。由I-U图像可知,并联时相同电压下通过R的电流大于通过L的电流,故$R_L'>R$,可得$n<1$。
4. 综上$m>1$、$n<1$,因此$m>n$。
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