Question

9．如圖所示的電路，電源電壓為3V且保持不變，滑動(dòng)變阻器R₁標(biāo)有“1A  10Ω”的字樣，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S，通過(guò)燈泡L的電流為0.4A，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P．在電路安全工作的情況下，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)燈泡變亮
• B． 滑片P在最右端時(shí)R₁通電1min產(chǎn)生的熱量為96J
• C． 電路消耗的總功率范圍是2.1W～4.2W
• D． R₁消耗的電功率范圍是1.5W～3W

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片的移動(dòng)燈泡亮暗的變化情況；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計(jì)算R₁通電1min產(chǎn)生的熱量；
此時(shí)干路電流最小，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流，根據(jù)P=UI求出R₁和電路消耗的最小功率；
（3）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的銘牌可知允許通過(guò)的最大電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路的最大電流，根據(jù)P=UI求出R₁和電路消耗的最大功率．

解答 解：
（1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)，
并聯(lián)電路獨(dú)立工作、互不影響，所以滑片的移動(dòng)燈泡的亮暗不變，故A不正確；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流和干路電流最小，
由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可得，R₁通電1min產(chǎn)生的熱量：
Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（3V）^{2}}{10Ω}$×60s=54J，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)歐姆定律可得，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最小電流：
I_1min=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
由并聯(lián)電路中電流特點(diǎn)可得，通過(guò)干路的電流：
I_min=I_L+R_1min=0.4A+0.3A=0.7A，
所以R₁消耗的最小電功率：
P_1min=UI_1min=3V×0.3A=0.9W，
電路消耗的最小總功率：
P_min=UI_min=3V×0.7A=2.1W；
（3）由滑動(dòng)變阻器的銘牌可知，允許通過(guò)的最大電流為1A，
R₁消耗的最大電功率：
P_1max=UI_1max=3V×1A=3W，
所以R₁消耗的電功率范圍是0.9W～3W，故D不正確；
通過(guò)干路的最大電流：
I_max=I_L+R_1max=0.4A+1A=1.4A，
電路消耗的最大總功率：
P_max=UI_max=3V×1.4A=4.2W；
電路消耗的總功率范圍是2.1W～4.2W，故C正確．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道并聯(lián)電路獨(dú)立工作、互不影響并能從滑動(dòng)變阻器的銘牌得出允許通過(guò)的最大電流．