Question

19．小燈泡L的額定電壓為3V，它的I-U圖象如圖甲所示．把小燈泡接入如圖乙所示的電路中，先將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為1.5V；再將滑片P向左移動(dòng)直到電壓表示數(shù)為3V．已知電源電壓恒定，滑動(dòng)變阻器的銘牌標(biāo)有“10Ω 2A”．下列說法中錯(cuò)誤的是（　　）

• A． 電源電壓為6V
• B． 電路中消耗的最大電功率為2.25W
• C． 小燈泡的額定功率為1.5W
• D． 滑動(dòng)變阻器接入3Ω時(shí)電壓表示數(shù)為3V

Answer 1

分析 A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端（最右端）時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
BC、當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V燈正常發(fā)光，由圖象可知時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，即最大電流，根據(jù)P=UI求出電路的最大功率及燈泡的功率；
D、滑動(dòng)變阻器接入3Ω時(shí)，設(shè)電路中電流為I₁，由歐姆定律的變形公式寫出變阻器的電壓表達(dá)式，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，得出燈的電壓的表達(dá)式，由圖甲判斷電壓的表達(dá)式是否成立，從而判斷D是否正確．

解答 解：由電路圖可知，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，
A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)，
由圖象可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，電路中的電流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=IR_滑=0.3A×10Ω=3V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_滑=1.5V+3V=4.5V，故A錯(cuò)誤；
BC、由圖象可知，燈泡兩端的最大電壓為額定電壓為3V時(shí)，電路中的電流I′=0.5A，
則燈泡的額定功率：
P_L額=U_L額I′=3V×0.5A=1.5W，故C正確；
電路中的電流I′=0.5A，即電路中的最大電流，
電路消耗的最大電功率：
P_大=UI′=4.5V×0.5A=2.25W，故B正確；
D、滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R_滑1=3Ω時(shí)，設(shè)電路中電流為I₁，
由歐姆定律可得，變阻器兩端的電壓：
U_滑1=I₁R_滑1=I₁×3Ω，
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓：
U_L1=U-U_滑1=4.5V-I₁×3Ω------①，
由圖甲可知，當(dāng)燈的電壓為3V時(shí)，通過燈的電流為0.5A，①式成立．故D正確．
故選A．

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，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出電壓對(duì)應(yīng)的電流，要注意本題中燈的電阻隨電壓的變化而變化．