Question

10．若圖所示，電源兩端電壓保持12V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大電阻值R=60Ω．不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（　�。�

• A． S閉合后，使電壓表的示數(shù)減少1V，小燈泡L兩端的電壓就增加1V
• B． S閉合后，小燈泡L的最小實(shí)際電功率為0.5W
• C． 小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，變阻器R消耗的電功率為6W
• D． 開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為12V

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S閉合后，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓：
①電壓表示數(shù)的變化和燈泡兩端的電壓變化相同；
②根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡的實(shí)際功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡的最小實(shí)際電功率；
③燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，利用P=UI求出變阻器R消耗的電功率；
（2）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路斷路，電壓表測電源的電壓．

解答 解：（1）S閉合后，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，
①當(dāng)電壓表的示數(shù)減少1V，則小燈泡L兩端的電壓就減小1V，故A錯(cuò)誤；
②由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡的實(shí)際功率最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的最小電流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{大}}$=$\frac{12V}{12Ω+60Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
燈泡的最小電功率：
P_L小=（I_小）²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×12Ω≈0.33W，故B錯(cuò)誤；
③燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=6V，功率P_L=3W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=12V-6V=6V，
變阻器R消耗的電功率：
P_R=U_RI=6V×0.5A=3W，故C錯(cuò)誤；
（2）開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表測電源的電壓，電壓表的示數(shù)為12V，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡的實(shí)際功率最小是關(guān)鍵．