Question

7．小明用如圖甲所示的電路來測量額定電壓為2.5V的小燈泡功率，電源電壓恒為4.5V，小明從滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，測得小燈泡的U-I圖象如圖乙所示．針對(duì)該實(shí)驗(yàn)過程，下列結(jié)果正確的是（　�。�

• A． 小燈泡的額定功率為 6.25W
• B． 小燈泡正常工作時(shí)的電阻為 5Ω
• C． 滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 40Ω
• D． 電路消耗的最小功率為 0.05W

Answer 1

分析 由電路圖知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端電壓，電流表測電路中電流，
（1）根據(jù)圖象讀出額定電壓下通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常工作時(shí)的電阻；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路的總功率最小，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的最小電壓和電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器的最大阻值，根據(jù)P=UI求出電路的最小總功率．

解答 解：由電路圖知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端電壓，電流表測電路中電流，
（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象可知此時(shí)通過燈泡的電流為0.4A，
則小燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W，故A錯(cuò)誤；
因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡正常工作時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω，故B錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路的總功率最小，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓U_L′=0.5V，通過的電流I_L′=0.1A，
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：
U_R=U-U_L′=4.5V-0.5V=4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}′}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，故C正確；
電路消耗的最小功率：
P_小=UI=UI_L′=4.5V×0.1A=0.45W，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．