Question

5．小燈泡L的額定電壓為3V，它的I-U圖象如圖甲所示．把小燈泡接入如圖乙所示的電路中，先將滑動變阻器的滑片P移至B端，閉合開關S，電壓表示數為1.5V；再將滑片P向左移動直到電壓表示數為3V．已知電源電壓恒定，滑動變阻器的銘牌標有“10Ω  2A”．下列說法中錯誤的是（　�。�

• A． 小燈泡正常發光時的阻值為6Ω
• B． 小燈泡的額定功率為1.5W
• C． 電源電壓為4.5V
• D． 小燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率為1.25W

Answer 1

分析 （1）當滑動變阻器的滑片P移至B端時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯，根據圖象讀出電路中的電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（2）由圖象可知電壓表的示數為3V時對應的電流，根據歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻，根據P=UI求出燈泡的額定功率，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用P=UI求出此時滑動變阻器消耗的電功率．

解答 解：（1）當滑動變阻器的滑片P移至B端時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯，
由圖象可知，當電壓表示數為1.5V時，電路中的電流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=IR_滑=0.3A×10Ω=3V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_滑=1.5V+3V=4.5V，故C正確；
（2）由圖象可知，燈泡兩端的電壓為3V時，電路中的電流I′=0.5A，
因額定電壓下燈泡正常發光，
所以，小燈泡正常發光時的阻值：
R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，故A正確；
燈泡的額定功率：
P_L額=U_L額I′=3V×0.5A=1.5W，故B正確；
此時滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑′=U-U_L額=4.5V-3V=1.5V，
滑動變阻器消耗的電功率：
P_滑′=U_滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W，故D錯誤．
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，關鍵是根據圖象得出電壓對應的電流，要注意額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等．