Question

3．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為12V，閉合開關S后，當滑片P從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的I-U關系圖象如圖乙所示．則下列判斷不正確的是（　　）

• A． 小燈泡的額定功率為24 W
• B． 電源電壓為12 V
• C． 滑動變阻器的最大阻值為9Ω
• D． 小燈泡的最小功率為1.5 W

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為燈泡的簡單電路，此時燈泡兩端的電壓和額定電壓相等也是電源的電壓，根據P=UI求出燈泡的電功率即為額定功率；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，由圖可知電表的示數，由P=UI計算燈泡的最小功率；根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值．

解答 解：由圖L與R串聯，電壓表測燈泡兩端電壓，電流表測電路中電流，
（1）由電路圖可知，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為燈泡的簡單電路，此時電路中電流最大，
由圖象可知，電路中的電流I=2A，電壓表示數即電源電壓U=U_L=12V，燈泡正常發光，則燈泡的額定功率
P_L=U_LI=12V×2A=24W．故A、B正確，不符合題意；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓U_L′=3V，電路中的電流I′=1A，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：U_R=U-U_L′=12V-3V=9V，
變阻器連入電路中的最大阻值R=$\frac{{U}_{R}}{I′}=\frac{9V}{1A}$=9Ω，故C正確，不符合題意；
此時燈泡的最小功率P_最小=U_L′I_最小=3V×1A=3W，故D錯誤，符合題意；
故選D．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，根據圖象獲取有效信息是解題的關鍵．