Question

2．如圖所示，電源電壓保持18V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動變阻器最大電阻值R=60Ω．為保證各器件安全，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（　�。�

• A． S斷開時電壓表示數(shù)為0V
• B． S閉合后，電壓表最大示數(shù)為15V
• C． 小燈泡L正常發(fā)光時，變阻器R消耗的電功率為6W
• D． S閉合后，小燈泡L的最小實際電功率為1.5W

Answer 1

分析 （1）S斷開時，電壓表測電源的電壓，根據(jù)電源的電壓可知電壓表的示數(shù)．
（2）S閉合時，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，燈泡正常發(fā)光時的電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出變阻器R消耗的電功率；根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡消耗的電功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡的最小電功率．

解答 解：（1）S斷開時，電壓表測電源的電壓，則電壓表的示數(shù)為18V，故A錯誤；
（2）S閉合時，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)最大，即最大示數(shù)為6V，故B錯誤；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=18V-6V=12V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
則變阻器R消耗的電功率：
P_R=U_RI=12V×0.5A=6W，故C正確；
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡消耗的電功率最小，
因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以根據(jù)歐姆定律可知，此時電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{12Ω+60Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
燈泡的最小電功率：
P_L′=（I′）²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×12Ω≈0.33W，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等以及滑動變阻器接入電路中的電阻最大時燈泡的實際功率最小是關(guān)鍵．