Question

10．如圖電路中，電源電壓保持8V不變，燈泡L標(biāo)有“3W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω．開(kāi)關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片P的位置使燈泡L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電壓表示數(shù)為6V（不考慮燈絲的電阻受溫度的影響），則下列關(guān)于該電路的判斷正確的是（　�。�

• A． 此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為4Ω
• B． 若滑片P再向右移動(dòng)，燈泡亮度會(huì)變亮
• C． 若滑片P再向右移動(dòng)，電流表示數(shù)將減小，電壓表示數(shù)將增大
• D． 整個(gè)電路消耗的最小功率為4W

Answer 1

分析 由電路圖可知，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，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，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)歐姆定律求出變阻器接入電路中的電阻；
（2）根據(jù)滑片的移動(dòng)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)P=UI可知燈泡實(shí)際功率的變化，進(jìn)一步判斷亮暗的變化；
（3）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)電路的總功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路的最小總功率．

解答 解：由電路圖可知，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，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
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=8V-6V=2V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω，故A正確；
（2）若滑片P再向右移動(dòng)，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，電路中的電流減小，
由U=IR可知，燈泡兩端的電壓減小，即電壓表的示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤；
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B錯(cuò)誤；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電路的總功率最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，整個(gè)電路消耗的最小功率：
P_小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+{R}_{大}}$=$\frac{（8V）^{2}}{12Ω+20Ω}$=2W，故D錯(cuò)誤．
故選A．

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)用以及電路的動(dòng)態(tài)分析，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等．