Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓不變，小燈泡標有“6V 3W“字樣，閉合開關后，當滑片P移至某一位置時，小燈泡恰好正常發光，此時滑動變阻器消耗的功率為P1；當滑片P移至某一端點時，電流表示數為0.3A，電壓表示數變化了3V，此時滑動變阻器消耗的功率為P2，且P1：P2=5：6．下列判斷正確的是（ ）

A. 滑動變阻器的最大阻值為10Ω

B. 電路允許消耗的最大功率為4.5W

C. 小燈泡正常發光時，滑片P位于滑動變阻器中點位置

D. 滑動變阻器消耗的功率由P1變為P2的過程中，小燈泡消耗的功率變化了0.6W

Answer 1

【答案】B

【解析】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）設電源電壓為U，當滑片P移至某位置時，小燈泡正常發光，由P＝UI可得，此時電路中的電流為：I＝IL＝＝0.5A，滑動變阻器消耗的功率為：P1＝（U﹣UL）I＝（U﹣6V）×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣①，當滑片P移至某一端點時，電流表示數為0.3A，電流表示數減小，說明變阻器接入的電阻變大，此時滑片在最大阻值處；變阻器接入的電阻變大，由串聯分壓規律可知，變阻器分得的電壓變大，所以，電壓表示數增大了3V，此時滑動變阻器兩端的電壓為：U滑＝U﹣6V3V＝U﹣3V，此時滑動變阻器消耗的功率為：P2＝U滑I′＝（U﹣3V）×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，已知P1：P2＝5：6﹣﹣﹣﹣③，聯立①②③解得，電源電壓U＝9V；則滑動變阻器的最大阻值為：R滑大＝＝20Ω，故A錯誤；（2）為0.5A，則電路中的最大電流為燈泡的額定電流:0.5A，電路的最大功率：P大＝UI大＝9V×0.5A＝4.5W，故B正確；（3）小燈泡正常發光時，滑動變阻器的電壓為：U滑′＝U﹣6V＝9V﹣6V＝3V，此時滑動變阻器的電阻為：R滑′＝＝6Ω，因為滑動變阻器的最大阻值為20Ω，所以此時滑片P不在中點位置，故C錯誤；（4）由題意可知，小燈泡恰好正常發光，此時滑動變阻器消耗的功率為P1，則此時燈泡消耗的功率PL＝P額＝3W，滑動變阻器消耗的功率由P1變為P2的過程中，電壓表示數變化了3V即增大了3V，由串聯電路的電壓規律可得，燈泡兩端的電壓減小了3V，則此時燈泡兩端的電壓UL′＝6V﹣3V＝3V，此時燈泡消耗的電功率：PL′＝UL′I′＝3V×0.3A＝0.9W，則燈泡消耗的功率變化了：△P＝PL﹣PL′＝3W﹣0.9W＝2.1W，故D錯誤。故選：B。