Question

【题目】某同学在做“调节灯泡亮度“的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为 4.5V，电压表量程“0～3V“，滑动变阻器规格“20Ω lA“，灯泡 L 标有“2.5V 1.25W“字样（忽 略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A.电路中电流变化的范围是 0.18A﹣0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是 2.5Ω～10Ω
C.灯泡的最小功率是 0.162W
D.该电路的最大功率是 2.25W

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压．（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W， 因串联电路总电压等于各分电压之和，所以此时电压表的示数：
U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V＜3V，没有超过电压表的量程，
所以灯泡两端的电压可以达到2.5V，
由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：
I=IL= = =0.5A，
而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，串联电路中各处的电流相等，
所以电路中的最大电流：Imax=0.5A，该电路的最大功率是：
P大=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，故D正确；
由I= 可得，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小值为：
R滑min= = =4Ω；（2）当电压表的示数为3V时，由串联电路分压原理，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，灯泡的电阻：
RL= = =5Ω，
灯泡两端的电压：
UL′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V，
电路中的最小电流：
Imin= = ═0.3A，
则电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故A错误；
灯泡的最小功率：PL′=UL′Imin=1.5V×0.3A=0.45W，故C错误；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑max= = =10Ω，
则滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故B错误．
故选D．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．