Question

15．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，下列說法中錯誤的是（　　）

• A． 電源電壓為12V
• B． 滑動變阻器的最大阻值為9Ω
• C． 該電路總功率變化范圍為1W～24W
• D． 小燈泡正常發光的電阻為6Ω

Answer 1

分析 （1）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，當滑片位于左端時，電路中的電流最大，電路的總功率最大，燈泡兩端的電壓為12V，根據圖象讀出對應的電流，利用P=UI求出電路的最大總功率，根據歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻；
（2）當滑片位于右端時，電路中的電流最小，電路的總功率最小，根據圖象讀出電路中的電流和燈泡兩端的電壓，根據P=UI求出電路的最小總功率，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：（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，
由圖象可知，電路中的電流I=2A，電源的電壓U=U_L=12V，故A正確；
則電路的最大功率：
P_大=UI=12V×2A=24W，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡正常發光時的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{12V}{2A}$=6Ω，故D正確；
（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，電路的總功率最小，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓U_L′=3V，電路中的電流I′=1A，
電路的最小總功率：
P_小=UI′=12V×1A=12W，
則該電路總功率變化范圍為12W～24W，故C錯誤；
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，
滑動變阻器的最大阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{9V}{1A}$=9Ω，故B正確．
故選C．

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，關鍵是知道額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等．