Question

10．如圖所示，電源兩端電壓保持12V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣．滑動(dòng)變阻器最大電阻值R=60Ω．不考慮燈絲電阻隨溫度的變化．下列說法正確的是（　�。�

• A． 開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為12V
• B． S閉合后，小燈泡L的最小實(shí)際電功率為0.5W
• C． 小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，變阻器R消耗的電功率為3W
• D． 小燈泡燈絲電阻為12Ω

Answer 1

分析 （1）S斷開時(shí)，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）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，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；
（3）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)可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI比較燈泡與滑動(dòng)變阻器電功率之間的關(guān)系，進(jìn)一步求出變阻器消耗的電功率．

解答 解：（1）S斷開時(shí)，電壓表測電源的電壓，所以此時(shí)電壓表的示數(shù)為12V，故A正確；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{3W}$=12Ω，故D正確；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡消耗的電功率最小，
因?yàn)榇��?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(shí)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=I²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×12Ω≈0.33W，故B不正確；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V，功率為3W，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L額=12V-6V=6V，
因?yàn)榇��?lián)電路中各處的電流相等，
所以根據(jù)P=UI可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率和燈泡消耗的電功率相等，即為3W，故正確．
故選ACD．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的辨別和知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓與額定電壓相等．