Question

【題目】小偉同學(xué)用如圖所示的電路測小燈泡的功率．電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，燈泡標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣．若閉合開關(guān)，兩電表的示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法中正確的是（ ）
A.滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是0～20Ω
B.電流表示數(shù)的變化范圍是0～1A
C.燈泡的最小功率是1.25W
D.該電路的最大功率是2.25W

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，功率為1.25W， 當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，
因串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，
所以，此時(shí)電壓表的示數(shù)U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V，
因2V＜3V，沒有超出電壓表的量程，
所以，燈泡兩端的電壓可以達(dá)到2.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=IL= = =0.5A，
因滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流Imax=0.5A，
電路的最大電功率：
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，故D正確；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，最小為：
R滑min= = =4Ω；D（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
燈泡的電阻：
RL= = =5Ω，
燈泡兩端的電壓：
UL′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V，
電路中的最小電流：
Imin= = =0.3A，
所以，電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，故B不正確；
燈泡的最小功率：
PL′=（Imin）2RL=（0.3A）2×5Ω=0.45W，故C不正確；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R滑max= = =10Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω，故A不正確．
故選D．
由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)為3V時(shí)燈泡兩端的電壓，確定燈泡是否可以正常發(fā)光；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知電路中的最大電流為燈泡額的電流和滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流中較小的一個(gè)，根據(jù)P=UI求出電路中的最大電功率，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，進(jìn)一步求出電路中電流變化的范圍，利用P=I2R求出燈泡的最小功率，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值即可得出滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍．