Question

2．如圖所示，電源電壓保持18V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大電阻值R=60Ω．為保證各器件安全，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（　�。�

• A． S斷開時(shí)電壓表示數(shù)為0V
• B． S閉合后，電壓表最大示數(shù)為15V
• C． 小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，變阻器R消耗的電功率為6W
• D． S閉合后，小燈泡L的最小實(shí)際電功率為1.5W

Answer 1

分析 （1）S斷開時(shí)，電壓表測(cè)電源的電壓，根據(jù)電源的電壓可知電壓表的示數(shù)．
（2）S閉合時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端的電壓，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出變阻器R消耗的電功率；根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡消耗的電功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡的最小電功率．

解答 解：（1）S斷開時(shí)，電壓表測(cè)電源的電壓，則電壓表的示數(shù)為18V，故A錯(cuò)誤；
（2）S閉合時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端的電壓，
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，即最大示數(shù)為6V，故B錯(cuò)誤；
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=18V-6V=12V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
則變阻器R消耗的電功率：
P_R=U_RI=12V×0.5A=6W，故C正確；
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡消耗的電功率最小，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{12Ω+60Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
燈泡的最小電功率：
P_L′=（I′）²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×12Ω≈0.33W，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、電功率公式的靈活應(yīng)用，知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡的實(shí)際功率最小是關(guān)鍵．