Question

【題目】某同學在做“調節燈泡亮度”的電學實驗時，電路如圖甲所示。電源電壓恒為4V，電壓表量程選擇“0～3V”， 電流表量程選擇“0～0.6A”，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”，燈泡L標有“2V 0.8W”字樣，圖乙是小燈泡的電流隨其電壓變化的圖像。在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是

A. 電路中電流變化的范圍是0.16～0.4A

B. 滑動變阻器阻值變化的范圍是5～10Ω

C. 燈泡的最小功率是0.2W

D. 該電路的最大功率是2.4W

Answer 1

【答案】B

【解析】

由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

燈泡正常發光時的電壓為2V，功率為0.8W，因串聯電路總電壓等于各分電壓之和，所以，此時電壓表的示數U滑=U-UL=4V-2V=2V，因2V＜3V，沒有超出電壓表的量程，所以，燈泡兩端的電壓可以達到2 V，從圖乙中得到燈泡兩端的電壓為2V時，對應的電流是0.4A，由串聯電路電流的規律可知通過變阻器的電流為0.4A，因滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以，電路中的最大電流Imax=0.4A，電路的最大電功率：Pmax=UImax=4V×0.4A=1.6W，故D錯誤；

此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，R滑小= ==5Ω；

當電壓表的示數為3V時，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡兩端的電壓：UL′=U-U滑max=4V-3V=1V，從圖乙中得到通過燈泡的電流是0.3A，所以電路中最小電流為0.3A，則電路中電流變化的范圍是0.3A～0.4A，故A錯誤；

燈泡的最小功率：PL′=UL′Imin=1V×0.3A=0.3W，故C錯誤；

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑max===10Ω，則滑動變阻器阻值變化的范圍是5Ω～10Ω，故B正確。