Question

1．周華用如圖所示的電路測小燈泡功率．電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為O～3V，電流表的量程為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，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O～0.5A
• B． 滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是4～20Ω
• 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：
由題知燈泡的規格“2.5V 1.25W”，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈泡的電阻：
R_燈=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{1.25W}$=5Ω，不考慮燈絲電阻的變化，即燈絲的電阻不改變；
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=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=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=$\frac{U}{{R}_{燈}+{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+20Ω}$=0.18A．
故電流表示數的變化范圍是0.18A～0.5A，因此A錯誤．
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=$\frac{U}{{I}_{最大}}$-R_燈=$\frac{4.5V}{0.5A}$-5Ω=4Ω
故滑動變阻器接入的阻值范圍是4Ω～20Ω，因此B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，因此C正確．
D、由P=UI可知，電路中的電流最大時，電路的總功率最大
即：P_總最大=UI_最大=4.5V×0.5A=2.25W，因此D錯誤．
故選BC．

點評 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；逐項分析計算判斷正誤．