Question

【題目】某同學在做“調節燈泡亮度”的電學實驗時，電路如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動變阻器規格“20Ω lA”，燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣(忽略燈絲電阻變化)，在不損壞電路元件的情況下，下列判斷不正確的是（ ）

A.電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A
B.滑動變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω
C.燈泡的最小功率是0.162W
D.該電路的最大功率是2.25W

Answer 1

【答案】C
【解析】由電路圖知道，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓.
因為燈泡正常發光時的電壓為2.5V，功率為1.25W，所以，此時電壓表的示數：U滑=U-UL =4.5V-2.5V=2V（因2V＜3V，沒有超出電壓表的量程），
因為串聯電路中各處的電流相等，所以，由P=UI知道，燈泡正常發光時電路中的電流：
I=IL ==0.5A，
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 =0.5A，
由I=知道，此時滑動變阻器接入電路的電阻最小為：
R滑min ==4Ω；
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，
燈泡的電阻：RL ==5Ω，
燈泡兩端的電壓：UL′=U-U滑max =4.5V-3V=1.5V，
電路中的最小電流：Imin ==0.3A，A不符合題意；
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑max =U滑max/Imin=3V/0.3A=10Ω，則滑動變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω，B不符合題意；
此時燈泡的功率最小，是：PL ′=UL ′Imin =1.5V×0.3A=0.45W，C符合題意；
電路的最大電功率：Pmin =Umax =4.5V×0.5A=2.25W，D不符合題意.
故答案為：C.
由圖知，燈泡與變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓.
（1）由P=UI求出燈泡正常發光時的電流，根據串聯電路的電流特點結合變阻器規格確定電路中的最大電流，此時電路的總功率最大，變阻器接入電路中的電阻最小，由P=UI求出電路的最大電功率，根據歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；
（2）當電壓表的示數最大時，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，變阻器接入電路中的電阻最大，利用求出燈泡的電阻，利用串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用求出電路中的電流，從而求出電路中電流變化的范圍，由P=UI求出燈泡的最小功率，由求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值，從而得到變阻器阻值變化的范圍.