Question

8．如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0-3V”，電流表量程為“0-0.6A”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω 1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”（燈絲電阻不變），在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小燈泡的最小功率是0.162W
• B． 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω～10Ω
• C． 電壓表示數(shù)變化范圍是2.5V-3V
• D． 電流表示數(shù)變化范圍是0.3A～0.5A

Answer 1

分析 （1）由P=UI計(jì)算燈泡正常發(fā)光電流；由歐姆定律求出燈的電阻；
（2）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的電流和滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流中較小的一個(gè)，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；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)P=I²R求出燈的最小功率，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，進(jìn)一步求出電路中電流變化的范圍，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值即可得出滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍．

解答 解：小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”表示燈的額定電壓為2.5V，額定功率為1.25W．
（1）由P=UI可得，燈正常工作時(shí)的電流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（2）由題知，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表量程為“0～0.6A”，
串聯(lián)電路中電流處處相等，所以電路中的最大電流I_max=0.5A，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓U_滑=U-U_L；
由歐姆定律知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，變阻器的最小阻值為：
R_滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}=\frac{U{-U}_{L}}{{I}_{max}}=\frac{4.5V-2.5V}{0.5A}$=4Ω…①；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V時(shí)，根據(jù)分壓原理，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈泡兩端的最小電壓：U_L′=U-U_滑max=4.5V-3V=1.5V，
電路中的最小電流：I_min=$\frac{{U′}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
所以電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，故D正確；
當(dāng)電路中電流最小時(shí)，燈的最小功率：P_小=I_小²R_L=（0.3A）²×5Ω=0.45W，A錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}=\frac{3V}{0.3A}$=10Ω…②，
由①②可知，滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω，故B正確；
電源電壓為4.5V，燈泡額定電壓為2.5V，燈泡兩端最大電壓為2.5V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓最小為：4.5V-2.5V=2V；則電壓表示數(shù)變化范圍是：2V～3V，故C錯(cuò)誤．
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律及電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．