Question

12．某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路如圖所示．電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“20Ω　1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V　1.25W”字樣（忽略燈絲電阻變化）．在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是（　　）

• A． 燈泡的最小功率是0.45W
• B． 該電路的最小功率是0.81W
• C． 電路中電流變化的范圍是0.18A～0.5A
• D． 滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．
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)串聯(lián)電路的電壓、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；
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，最后根據(jù)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．
根據(jù)P=UI和P=I²R求出電路消耗的最小功率和燈泡消耗的最小功率．

解答 解：
串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因?yàn)榛瑒?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I_max=0.5A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，即最小值：R_滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{0.5A}$=4Ω；
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：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
燈泡兩端的電壓：U_L′=U-U_滑max=4.5V-3V=1.5V，
電路中的最小電流：I_min=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
A、燈泡的最小功率：P_Lmin=I_min²R_L=（0.3A）²×5Ω=0.45W，故A正確；
B、電路的最小功率：P_min=UI_min=4.5V×0.3A=1.35W，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)上述計(jì)算可知，電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，故C錯(cuò)誤；
D、滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω，故D正確．
故選AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．