Question

17．圖中，電源電壓不變，L是小燈泡，電阻不隨溫度變化而變化，滑動片P可以在 a、b兩端自由移動，在移動過程中，燈L的亮度變化情況是（　　）

• A． 滑動片P自變阻器的左端a逐漸移至右端b的過程中逐漸變亮
• B． 滑動片P自變阻器的左端a逐漸移至右端b的過程中逐漸變暗
• C． 滑動片P自變阻器的右端b逐漸移至左端a的過程中先變亮再變暗
• D． 滑動片P自變阻器的右端b逐漸移至左端a的過程中先變暗再變亮

Answer 1

分析 燈泡的亮暗取決于燈泡實際功率的大小，所以要判斷滑片從一端滑到另一端過程中燈泡的亮度變化情況，需要判斷燈泡實際功率的變化情況；由于燈泡電阻不隨溫度變化而變化，由P=I²R可知，要判斷燈泡實際功率的變化情況，需要判斷總電流的變化情況；根據(jù)歐姆定律可知，要判斷總電流的變化情況，需要判斷總電阻的變化情況；
為了簡化分析，可以分析滑片分別位于a端、中間某位置、b端時，電路中總電阻的大小關(guān)系，從而得到總電流的大小關(guān)系，由此判斷燈泡實際功率的變化情況和亮度變化情況．

解答 解：
當(dāng)滑片位于a端時，如甲圖所示，此時變阻器被短路，電路為燈泡的簡單電路；
電路中的總電流：I_a=$\frac{U}{{R}_{L}}$；

當(dāng)滑片位于中間某位置時，如乙圖所示，此時aP段電阻與bP段電阻并聯(lián)后與燈泡串聯(lián)，
則電路的總電阻為R_并+R_L，電路中的總電流：I=$\frac{U}{{R}_{并}+{R}_{L}}$；
當(dāng)滑片位于b端時，如丙圖所示，此時變阻器被短路，電路為燈泡的簡單電路；
電路中的總電流：I_b=$\frac{U}{{R}_{L}}$；
比較可知，滑片位于兩個端點時，總電流最大，滑片位于中間某位置時，總電流較��；
由此可以推出：當(dāng)滑片從一端滑到另一端的過程中，總電流先減小后增大；
由于燈泡電阻不隨溫度變化而變化，由P_實=I²R_L可知，燈泡的實際功率先減小后增大；
因為燈泡的亮暗取決于燈泡實際功率的大小，所以滑片從一端滑到另一端的過程中，燈泡先變暗再變亮．
結(jié)合選項可知，只有D項正確．
故選D．

點評 本題考查了電路的動態(tài)分析，涉及到歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用；本題若用數(shù)學(xué)知識去證明則比較復(fù)雜，選取特殊的3個位置進(jìn)行分析，比較簡便．