Question

【題目】如圖所示，電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規格為“35Ω 2A”，燈泡銘牌標有“3V 0.9W”的字樣（燈絲電阻不變）．閉合開關，為了保證電路的安全，調節滑動變阻器，則下列說法正確的是（ ）
A.當滑動變阻器滑片向右移動，電流表示數變大，電壓表示數變大
B.燈泡的最小功率為0.45W
C.滑動變阻器允許調節的范圍是10Ω～20Ω
D.在保證電路安全情況下，滑動變阻器的滑片從左向右滑動的過程中，滑動變阻器的電功率先變大后變小

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．（1）當滑動變阻器滑片向右移動時，變阻器接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大， 由I= 可知，電路中的電流變小，即電流表的示數變小，
由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變小，
因串聯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，即電壓表的示數變大，故A錯誤；（2）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
IL= = =0.3A，
燈泡的電阻：
RL= = =10Ω，
當電壓表示數最大為U滑大=3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡的電功率最小，
此時燈泡兩端的電壓：
UL小=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=1.5V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的最小電流：
I小= = =0.15A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R滑大= = =20Ω，
燈泡的最小功率：
PL小=I小2RL=（0.15A）2×10Ω=0.225W，故B錯誤；
因燈泡的額定電流小于電流表的量程，也小于滑動變阻器允許通過的最大電流，
所以，電路中的最大電流I大=0.3A，
此時電路中的總電阻：
R總= = =15Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R滑小=R總﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω，
所以，滑動變阻器允許調節的范圍是5Ω～20Ω，故C錯誤；（3）由歐姆定律可得，電路中的電流：
I= ，
滑動變阻器消耗的電功率：
P滑=I2R滑=（ ）2R滑= = = = ，
當R滑=RL=10Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大為 ，
則在保證電路安全情況下，滑動變阻器的滑片從左向右滑動的過程中，滑動變阻器的電功率先變大后變小，故D正確．
故選D．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．