Question

【题目】如图所示，把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A.滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，小灯泡变暗
B.滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω∽100Ω
C.电路的总功率最大值为10.8W
D.小灯泡的电功率最小值为0.75W

Answer 1

【答案】D
【解析】解： 由实物电路可知：灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量串联电路的电流（所选量程为0～0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0～15V）．
A、滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变大；由P=I2R可知，小灯泡的实际功率增大，则小灯泡变亮，故A错误；
B、由P=UI可得小灯泡的额定电流：I额= = =0.5A；
小灯泡的电阻：RL= = =12Ω，
因灯泡的额定电流小于0.6A，所以电路中的最大电流为I大=I额=0.5A，
由欧姆定律可得最小总电阻：R总小= = =36Ω；
由串联电路的电阻特点可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值：
R滑小=R总小﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，电流最小；
由串联电路的电压特点可得，灯泡两端的最小电压：UL小=U﹣U滑大=18V﹣15V=3V，
则串联电路中的最小电流：I小=IL小= = =0.25A，
所以滑动变阻器连入的最大阻值：R滑大= = =60Ω﹣﹣﹣﹣﹣②
由上面分析可知，滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω∽60Ω，故B错误；
C、电路的总功率最大值：P大=UI大=18V×0.5A=9W，故C错误；
D、小灯泡的电功率最小值：PL小=I小2RL=（0.25A）2×12Ω=0.75W，故D正确．
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．