Question

6．小華用如圖所示的電路測小燈泡功率．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，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω  1A”，燈泡標有“2.5V  1.25W”字樣．若閉合開關，兩電表的示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 燈泡的最小功率是0.162W
• B． 電流表示數(shù)的變化范圍是0～0.5A
• C． 該電路允許使用的最大功率是4.05W
• D． 滑動變阻器的電阻允許調節(jié)的范圍是2.5～20Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后結合電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，進一步確定滑動變阻器接入電路中電阻的范圍，再根據(jù)P=UI求出該電路的最大功率；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流為I_max=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑=R-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，
滑動變阻器的電阻允許調節(jié)的范圍是4Ω～20Ω，故D不正確；
該電路的最大功率：
P_max=UI_max=4.5V×0.5A=2.25W，故C不正確；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電流表的示數(shù)最小，此時電路中的電流：
I_min=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+20Ω}$=0.18A，
所以，電流表示數(shù)的變化范圍是0.18A～0.5A，故B不正確；
燈泡的最小電功率：
P_Lmix=（I_mix）²R_L=（0.18A）²×5Ω=0.162W，故A正確．
故選A．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據(jù)燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流．