Question

4．如圖，電源電壓恒為4.5V，燈泡L標(biāo)有“3V 0.9W”字樣，在不損害電路元件的情況下，下列判斷正確的是（　�。�

• A． 滑片向左移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大
• B． 滑片向右移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大
• C． 滑動(dòng)變阻器的阻值最小可以調(diào)到5歐
• D． 滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率是0.45W

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端電壓．
（1）根據(jù)滑片移動(dòng)的方向確定滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律判斷電壓表示數(shù)的變化；
（2）根據(jù)滑片移動(dòng)的方向確定滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路電流的變化，再根據(jù)P=I²R可知燈泡消耗功率的變化．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知電路中的最大電流為燈泡額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；
（4）已知燈泡額定電流，也就是電路最大電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器的電壓，利用公式P=UI得到滑動(dòng)變阻器最大功率．

解答 解：
A、滑片向左滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律可知，滑動(dòng)變阻器分得的電壓減小，即電壓表示數(shù)減小．故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，電路總電阻增大，電源電壓不變，由I=$\frac{U}{R}$知，電路電流減小，由公式P=I²R知，燈泡電阻不變，通過的電流減小，所以燈泡消耗的功率減�。�故B錯(cuò)誤；
C、由P=UI得電路中的最大電流：I_最大=I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A，而燈泡的額定電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U_滑最小=U-U_額=4.5V-3V=1.5V，滑動(dòng)變阻器滑片流入電路的最小電阻為R_最小=$\frac{{U}_{滑最小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，所以滑動(dòng)變阻器的阻值最小可以調(diào)到5Ω．故C正確；
D、由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：燈泡的電阻R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（3V）^{2}}{0.9W}$=10Ω；
滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率：P=I²R=（$\frac{U}{R+{R}_{L}}$）²R=$\frac{{U}^{2}}{\frac{（{R}_{L}-R）}{R}+4{R}_{L}}$，
所以當(dāng)R=R_L=10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，P_R最大=$\frac{{U}^{2}}{4{R}_{L}}$=$\frac{（{4.5V）}^{2}}{4×10Ω}$=0.50625W，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評 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)滑片滑動(dòng)方向確定接入電路的電阻大�。�