Question

7．如圖甲電路，電源電壓恒定，電流表的量程為0-0.6A、電壓表的量程為0-15V．滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω  1A”．燈泡L的I-U關(guān)系如圖乙．閉合開關(guān)S，將滑片P移到最右端，電流表示數(shù)為0.3A；向左移動(dòng)滑片，使燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表示數(shù)為3V．對(duì)上述過程，以下說法不正確的是（　　）

• A． 電源電壓為9V
• B． 小燈泡正常發(fā)光的電阻為12Ω
• C． 電路消耗的最小電功率為2.7W
• D． 小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器10s消耗9J電能

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）閉合開關(guān)S，將滑片P移到最右端，接入電路中的電阻最大，根據(jù)歐姆定律求出R兩端的電壓，根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，此時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)P=UI求出電路的最小電功率；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)圖象讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，根據(jù)W=UIt求出滑動(dòng)變阻器10s消耗9J電能．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）閉合開關(guān)S，將滑片P移到最右端，接入電路中的電阻最大，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R兩端的電壓：
U_R=IR=0.3A×20Ω=6V，
由圖乙可知，燈泡兩端的電壓U_L=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_R+U_L=6V+3V=9V，故A正確；
此時(shí)電路中的電流最小，電路消耗的電功率最小，則
P_小=UI=9V×0.3A=2.7W，故C正確；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_R′=9V-3V=6V，
由圖乙可知，通過燈泡的電流即電路中的電流I′=0.5A，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}′}{I′}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，故B正確；
滑動(dòng)變阻器10s消耗9J電能：
W_R=U_R′I′t=3V×0.5A×10s=15J，故D錯(cuò)誤．
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、電功公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．