Question

【題目】如圖甲的電路，電源電壓保持不變。小燈泡L標有“4V1.6W”字樣，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2=20Ω，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V．只閉合開關(guān)S、S2和S3，移動滑動變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A時，R2消耗的電功率為1.25W；只閉合開關(guān)S和S1， 移動滑動變阻器R1的滑片P，小燈泡L的U-I圖象如圖乙，則下列說法正確的是（ ）

A. 小燈泡正常工作時的電阻是100Ω

B. 電源電壓為6V

C. 只閉合開關(guān)S和S1時，為保證各元件安全工作，R1的取值范圍為2.5-20Ω

D. 為保證各元件安全工作，整個電路的最小功率為1.25W

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓UL=4V，由圖乙可知通過燈泡的電流IL=0.4A，小燈泡正工作時的電阻：

RL==10Ω，

故A錯誤；

B．閉合開關(guān)S、S2和S3時，由圖可知，R1與R2并聯(lián)，并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，電源的電壓：

U==5V，

故B錯誤；

C．只閉合開關(guān)S和S1時，由圖可知，R1與L串聯(lián)，串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時的電流為0.4A，電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流I大=0.4A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小為R小，

R小==2.5Ω，

由圖可知，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，當變阻器接入電路中的電阻越大時，其兩端電壓即電壓表示數(shù)會越大，由于電壓表采用0-3V量程，可得當電壓表的示數(shù)U大=3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡兩端的電壓：

UL′=U-U大=5V-3V=2V，

由圖象可知，通過燈泡的電流即電路中的電流I小=0.25A，

則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：

R大==12Ω，

所以，滑動變阻器R1允許的取值范圍是2.5Ω～12Ω，故C錯誤；

D．變阻器接入電路中的電阻越大時，電路中的電流越小，由P=UI可知，電路消耗的電功率會越小，因此，當電壓表示數(shù)最大為U大=3V時，此時電路消耗的電功率最小，

P小=UI小=5V×0.25A=1.25W，

故D正確。