Question

【題目】某同學在做“調節燈泡亮度”的電學實驗時，電路如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程“0～3V”，滑動變阻器規格“20Ω lA”，燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣(忽略燈絲電阻變化)，在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是

A. 電路中電流變化的范圍是0.18A～0.5A

B. 燈泡的最小功率是0.162W

C. 滑動變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω～10Ω

D. 該電路的最大功率是2.25W

Answer 1

【答案】D

【解析】

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。

燈泡正常發光時的電壓為2.5V，功率為1.25W，

因串聯電路總電壓等于各分電壓之和，

所以,此時電壓表的示數U滑=UUL=4.5V2.5V=2V，

因2V<3V，沒有超出電壓表的量程，

所以，燈泡兩端的電壓可以達到2.5V，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，由P=UI可得，燈泡正常發光時電路中的電流：

I=IL===0.5A，

因滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，

所以,電路中的最大電流Imax=0.5A，

電路的最大電功率：

Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，故D正確；

由I=可得，此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，最小為：

R滑min===4Ω；

當電壓表的示數為3V時，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，

燈泡的電阻：

RL===5Ω，

燈泡兩端的電壓：

U′L=UU滑max=4.5V3V=1.5V，

電路中的最小電流：

Imin== =0.3A，

則電路中電流變化的范圍是0.3A0.5A，故A錯誤；

燈泡的最小功率：

P′L=U′LImin=1.5V×0.3A=0.45W，

故B錯誤；

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：

R滑max===10Ω，

則滑動變阻器阻值變化的范圍是4Ω10Ω，故C錯誤。

故選D.