Question

如圖所示電路中，電源兩端電壓保持18V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣．定值電阻R₁=10Ω，滑動(dòng)變阻器最大電阻值R₂=50Ω．忽略燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（ ）

A．閉合開關(guān)后，小燈泡L的最小實(shí)際功率應(yīng)為0.75 W
B．電壓表的示數(shù)變大時(shí)，定值電阻R₁消耗的功率變大
C．電壓表的示數(shù)每增加1V，R₁兩端的電壓就減小0.5 V
D．小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂消耗的功率為3.5 W

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知，燈泡L與定值電阻R₁、滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡L和定值電阻R₁兩端的電壓之和．
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈泡的電阻，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，燈泡的實(shí)際功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出小燈泡L的最小實(shí)際功率；
（2）當(dāng)滑片向左端移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變大，此時(shí)電路中的電流變大，根據(jù)P=I²R可知定值電阻R₁消耗功率的變化；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)判斷電壓表的示數(shù)變化和R₁兩端電壓變化之間的關(guān)系；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電流相等，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻，利用P=I²R求出消耗的功率．
解答：解：由電路圖可知，燈泡L與定值電阻R₁、滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡L和定值電阻R₁兩端的電壓之和．
（1）由P=可得，燈泡的電阻：
R_L===12Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴由歐姆定律可得，電路中的電流：
I===0.25A，
小燈泡L的最小實(shí)際功率：
P_Lmin=I²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W，故A正確；
（2）當(dāng)滑片向左端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小，電壓表的示數(shù)變大，
此時(shí)電路中的電流變大，根據(jù)P=I²R可知定值電阻R₁消耗的功率變大，故B正確；
（3）∵串聯(lián)電路總總電壓等于各分電壓之和，即電壓表的示數(shù)和R₁兩端的電壓之和等于電源的電壓，
∴電壓表的示數(shù)每增加1V，R₁兩端的電壓就減小1V，故C不正確；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：
I′===0.5A，
電路中的總電阻：
R_總===36Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R₂′=R_總-R_L-R₁=36Ω-12Ω-10Ω=14Ω，
滑動(dòng)變阻器R₂消耗的功率：
P₂=（I′）²R₂′=（0.5A）²×14Ω=3.5W，故D正確．
故選ABD．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是滑片移動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大的分析，這也是本題容易出錯(cuò)的地方．