Question

11．如圖所示電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，小燈泡消耗的功率為0.9W；當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)變化了2V，此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光，且消耗的功率為2W．下列說法正確的時(shí)（　　）

• A． 小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10Ω
• B． 滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω
• C． 電源電壓為8V
• D． 當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為3.2W

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI即可求出燈泡兩端的電壓；當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器變小，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，根據(jù)電壓表示數(shù)變化量即可得出此時(shí)電燈泡兩端的電壓，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出燈泡的電阻；
（2）當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI求出電路中的電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律根據(jù)電源電壓不變可以求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值和電源電壓．
（3）當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部連入電路，應(yīng)用電功率公式P=I²R求出滑動(dòng)變阻器消耗的功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI可知：
燈泡兩端的電壓U_L=$\frac{{P}_{L}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.9W}{0.3A}$=3V；
當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器變小，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大，
所以此時(shí)電燈泡兩端的電壓U_L′=U_L+2V=3V+2V=5V；
由于燈泡正常發(fā)光時(shí)根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R_L=$\frac{{U}_{2}^{′2}}{{P}_{L}′}$=$\frac{（5V）^{2}}{2W}$=12.5Ω，故A錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部連入電路，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和I=$\frac{U}{R}$可得：
電源電壓U=U_L+IR=3V+0.3A×R-----------①
當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI可知：
電路中的電流I′=$\frac{{P}_{L}′}{{U}_{L}′}$=$\frac{2W}{5V}$=0.4A，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和I=$\frac{U}{R}$可得：
電源電壓U=I′（R_L+$\frac{1}{2}$R）=0.4A（12.5Ω+$\frac{1}{2}$R）------------②
解①②可得：R=20Ω，故B正確；
U=9V，故C錯(cuò)誤；
（3）當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部連入電路，滑動(dòng)變阻器消耗的功率P=I²R=（0.3A）²×20Ω=1.8W，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡的電阻是變化的，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式可以解題．