Question

4．電源電壓不變，燈L上標(biāo)有“18V　18W“字樣，電壓表所選量程為0～15V，電流表所選量程為0～3A．當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P移到a端時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.15A；當(dāng)開關(guān)S斷開，滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大
• B． 燈L的最小功率約為0.3W
• C． 變阻器允許連入的阻值范圍是0-90Ω
• D． 燈泡的亮度逐漸變暗

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P移到a端時(shí)，滑動變阻器的最大阻值和燈泡L并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得出電源的電壓，根據(jù)P=UI求出通過L的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過滑動變阻器的電流，利用歐姆定律求出燈泡的電阻和滑動變阻器的最大阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)滑片移動的方向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和燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化，根據(jù)P=UI可知燈泡實(shí)際功率的變化和亮暗的變化；當(dāng)
滑動變阻器接入電路中的電阻
滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡的實(shí)際功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的最小功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P移到a端時(shí)，滑動變阻器的最大阻值和燈泡L并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓：
U=U_L=18V，
由P=UI可得，通過L的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{18W}{18V}$=1A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過滑動變阻器的電流：
I_滑=I_總-I_L=1.15A-1A=0.15A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻和滑動變阻器的最大阻值分別為：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{18V}{1A}$=18Ω，R_滑=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{18V}{0.15A}$=120Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中，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，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，滑動變阻器兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，故A正確；
因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，
所以，由P=UI可知，燈泡的實(shí)際功率變小，燈泡變暗，故D正確；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡消耗的電功率最小，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑′=18V-15V=3V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{18Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I}$=$\frac{15V}{\frac{1}{6}A}$=90Ω，
則滑動變阻器接入電路中阻值的范圍為0～90Ω，故C正確；
燈泡的最小功率：
P_L′=I²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×18Ω=0.5W，故B不正確．
故選ACD．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路串并聯(lián)的辨別和電表所測電路元件的判斷．