Question

【題目】某同學(xué)在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，接了如圖所示的電路，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.電路中電流變化的范圍是0.18A～0.5A
B.滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω～10Ω
C.燈泡的最大功率是2.25W
D.電路的最小功率是1.35W

Answer 1

【答案】D
【解析】由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，功率為1.25W，則燈泡的最大功率達(dá)不到2.25W，C不符合題意；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=IL==0.5A，
因滑動(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Imax=0.5A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，
因串聯(lián)電路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滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V，
則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R滑min===4Ω，B不符合題意；
（2）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，電路消耗的功率最小，
燈泡的電阻：
RL==5Ω，
燈泡兩端的最小電壓：
UL′=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V，
電路中的最小電流：
Imin==0.3A，
則電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，A不符合題意；
電路消耗的最小功率：
Pmin=UImin=4.5V×0.3A=1.35W，D符合題意．
故答案為：D．

由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路的電流；電路中的最大電流為燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流中較小的那個(gè)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；
（2）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，電路消耗的電功率最小，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，從而求出電路中電流變化的范圍，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小功率．