Question

【題目】如圖所示，電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“35Ω 2A”，燈泡銘牌標(biāo)有“3V 0.9W”的字樣（燈絲電阻不變）．閉合開(kāi)關(guān)，為了保證電路的安全，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大
B.燈泡的最小功率為0.45W
C.滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是10Ω～20Ω
D.在保證電路安全情況下，滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的電功率先變大后變小

Answer 1

【答案】D
【解析】解：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，電流表測(cè)電路中的電流．（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大， 由I= 可知，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變小，
由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤；（2）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
IL= = =0.3A，
燈泡的電阻：
RL= = =10Ω，
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為U滑大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡的電功率最小，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
UL小=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=1.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的最小電流：
I小= = =0.15A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R滑大= = =20Ω，
燈泡的最小功率：
PL小=I小2RL=（0.15A）2×10Ω=0.225W，故B錯(cuò)誤；
因燈泡的額定電流小于電流表的量程，也小于滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流，
所以，電路中的最大電流I大=0.3A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R總= = =15Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R滑小=R總﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是5Ω～20Ω，故C錯(cuò)誤；（3）由歐姆定律可得，電路中的電流：
I= ，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P滑=I2R滑=（ ）2R滑= = = = ，
當(dāng)R滑=RL=10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，最大為 ，
則在保證電路安全情況下，滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的電功率先變大后變小，故D正確．
故選D．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．