Question

王剛同學用如圖所示電路測量小燈泡的功率，電源電壓恒為4.5V，電壓表、電流表量程分別是0～3V、0～0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω，1A”，燈泡標有“2.5V，1.25W”字樣．若閉合開關，兩表示數均不會超過量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　　）

A．電流表示數的變化范圍是0～0.6A

B．滑動變阻器阻值允許調節的范圍是2.5～20Ω

C．燈泡的最小功率是0.162W

D．該電路的最大功率是2.7W

Answer 1

分析：（1）從圖中可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測量燈泡電壓，電流表測量燈泡電流；
（2）兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，意思就是說電壓表示數不超2.5V，電流表示數不超0.6A；
（3）根據各選項的要求，結合歐姆定律和電功率的內容進行相關計算，就可判斷各選項正誤．

解答：解：根據燈泡的規格“2.5V 1.25W”，求得燈泡的電阻R_燈=

U 2 燈

P燈

=

(2.5V)2

1.25W

=5Ω，燈絲的電阻不改變；
A、①電流表測量燈泡的電流，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，也就是電路中的電流最大為燈泡的額定電流，
即電流最大值I_最大=I_燈=

P燈

U燈

=

1.25W

2.5V

=0.5A；
②滑動變阻器接入阻值最大時，電路中的電流最小，即電流最小值I_最小=

U

R燈+R滑

=

4.5V

5Ω+20Ω

=0.18A．
故電流表示數的變化范圍是0.18A～0.5A，因此該選項不正確．
B、①滑動變阻器允許接入的最大值為20Ω；
②電路中電流最大為0.5A，根據串聯電路電阻的特點，滑動變阻器允許接入的最小阻值為：
R_滑最小=

U

I最大

-R_燈=

4.5V

0.5A

-5Ω=4Ω
故滑動變阻器接入的阻值范圍是4Ω～20Ω，因此該選項不正確．
C、電路中的電流最小時，燈泡的電功率最小，
∴燈泡的最小功率P_燈最小=I_最小²R_燈=（0.18A）²×5Ω=0.162W
燈泡的最小功率為0.162W，因此該選項正確．
D、電路中的電流最大時，電路的總功率最大，等于總電壓和電流的乘積，
即P_總最大=UI_最大=4.5V×0.5A=2.25W
故電路最大功率為2.25W，因此該選項不正確．
故選C．

點評：（1）本題綜合性較強，考查的內容較多，會用歐姆定律計算，會用電功率公式計算，知道串聯電路的電壓、電流、電阻規律；
（2）解決此類問題，沒有好辦法，只能逐項分析計算，通過結果判斷正誤．