Question

17．圖中，電源電壓不變，L是小燈泡，電阻不隨溫度變化而變化，滑動(dòng)片P可以在 a、b兩端自由移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，燈L的亮度變化情況是（　�。�

• A． 滑動(dòng)片P自變阻器的左端a逐漸移至右端b的過(guò)程中逐漸變亮
• B． 滑動(dòng)片P自變阻器的左端a逐漸移至右端b的過(guò)程中逐漸變暗
• C． 滑動(dòng)片P自變阻器的右端b逐漸移至左端a的過(guò)程中先變亮再變暗
• D． 滑動(dòng)片P自變阻器的右端b逐漸移至左端a的過(guò)程中先變暗再變亮

Answer 1

分析 燈泡的亮暗取決于燈泡實(shí)際功率的大小，所以要判斷滑片從一端滑到另一端過(guò)程中燈泡的亮度變化情況，需要判斷燈泡實(shí)際功率的變化情況；由于燈泡電阻不隨溫度變化而變化，由P=I²R可知，要判斷燈泡實(shí)際功率的變化情況，需要判斷總電流的變化情況；根據(jù)歐姆定律可知，要判斷總電流的變化情況，需要判斷總電阻的變化情況；
為了簡(jiǎn)化分析，可以分析滑片分別位于a端、中間某位置、b端時(shí)，電路中總電阻的大小關(guān)系，從而得到總電流的大小關(guān)系，由此判斷燈泡實(shí)際功率的變化情況和亮度變化情況．

解答 解：
當(dāng)滑片位于a端時(shí)，如甲圖所示，此時(shí)變阻器被短路，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路；
電路中的總電流：I_a=$\frac{U}{{R}_{L}}$；

當(dāng)滑片位于中間某位置時(shí)，如乙圖所示，此時(shí)aP段電阻與bP段電阻并聯(lián)后與燈泡串聯(lián)，
則電路的總電阻為R_并+R_L，電路中的總電流：I=$\frac{U}{{R}_{并}+{R}_{L}}$；
當(dāng)滑片位于b端時(shí)，如丙圖所示，此時(shí)變阻器被短路，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路；
電路中的總電流：I_b=$\frac{U}{{R}_{L}}$；
比較可知，滑片位于兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，總電流最大，滑片位于中間某位置時(shí)，總電流較�。�
由此可以推出：當(dāng)滑片從一端滑到另一端的過(guò)程中，總電流先減小后增大；
由于燈泡電阻不隨溫度變化而變化，由P_實(shí)=I²R_L可知，燈泡的實(shí)際功率先減小后增大；
因?yàn)闊襞莸牧涟等�決于燈泡實(shí)際功率的大小，所以滑片從一端滑到另一端的過(guò)程中，燈泡先變暗再變亮．
結(jié)合選項(xiàng)可知，只有D項(xiàng)正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用；本題若用數(shù)學(xué)知識(shí)去證明則比較復(fù)雜，選取特殊的3個(gè)位置進(jìn)行分析，比較簡(jiǎn)便．