Question

1．小宇同學(xué)設(shè)計了一盞可調(diào)亮度的簡易臺燈．圖為電路原理圖，其中L為小燈泡，R為滑動變阻器，E為電壓保持不變且低于安全電壓的電源，S為開關(guān)．關(guān)于這盞臺燈，下列說法中正確的是（　　）

• A． 滑片P由a滑向b的過程中，燈泡變亮，電路越省電，能量利用率越高
• B． 滑片P由a滑向b的過程中，燈泡變亮，電路越費電，能量利用率越高
• C． 滑片P由b滑向a的過程中，燈泡變亮，電路越省電，能量利用率越高
• D． 滑片P由b滑向a的過程中，燈泡變亮，電路越費電，能量利用率越高

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，根據(jù)P=I²R可知燈泡實際功率的變化，利用燈泡的亮暗取決于實際功率的大小可知亮暗的變化；根據(jù)P=UI可知電路消耗總功率的變化，進一步判斷是省電還是費電；燈泡消耗的電功率和電路消耗總功率的比值即為能源的利用率，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和P=I²R進行比較．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，
滑片P由a滑向b的過程中，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，
因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，由P=I²R可知，燈泡的實際功率變小，燈泡變暗，故AB不正確；
由P=UI可知，電路消耗的總功率變小，相同時間內(nèi)消耗的電能減少，即越省電，
能量利用率η=$\frac{{P}_{L}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{{I}^{2}{R}_{L}}{{I}^{2}（{R}_{L}+R）}$×100%=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{L}+R}$×100%，
則能量利用率越越低；
反之，滑片P由b滑向a的過程中，電路中的電流增大，燈泡的實際功率增大，燈泡變亮，電路越費電，能量利用率越高，故C不正確，D正確．
故選D．

點評 本題考查了電路的動態(tài)分析，涉及到歐姆定律、電功率公式和效率公式的應(yīng)用，要注意燈泡消耗的電功率和電路消耗總功率的比值即為能源的利用率．