Question

【题目】如图甲所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A，电流表量程为0～0.6A，电源电压保持不变。闭合开关S、S1，断开开关S2，R1的滑片从最右端滑到最左端后，保持R1的滑片不动；再闭合开关S、S2，断开开关S1，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图象。下列说法正确的是（　　）

A.电源电压为9V

B.小灯泡的额定功率为2.5W

C.滑动变阻器R1和R2的最大阻值相等

D.整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率是0.6W

Answer 1

【答案】BD

【解析】

AB．闭合开关S、S1，断开开关S2，灯泡与滑动变阻器R1串联，由于电压表接在滑片上，所以变阻器R1始终以最大阻值连入电路，则R1的滑片从最右端滑到最左端过程中，电路中总电阻不变，通过的电流不变，由图知此时电路中电流I＝0.5A，当变阻器R1的滑片移动到最左端时，电压表测整个变阻器R1的电压，且此时电压表的示数最大，由图知此时R1的电压为6V，由欧姆定律可得变阻器R1的最大阻值：

；

闭合开关S、S2，断开开关S1时，灯泡与滑动变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动；

灯与变阻器R2、电流表串联，通过的电流相等，由图象可知最大电流为0.5A，而0.5A＜0.6A＜1A，故可知灯的额定电流为0.5A；

已知小灯泡额定电压为5V，则小灯泡的额定功率：'

PL＝U额I额＝5V×0.5A＝2.5W

故B正确；

由图象可知，电压表示数为6V，即变阻器R2的电压为6V，此时灯泡正常发光，则由串联电路电压的规律，电源电压：

U＝UL+U2＝5V+6V＝11V，

故A错误；

C．灯泡与滑动变阻器R2串联时，滑片在最右端时，变阻器R2接入的阻值最大，其分得的电压最大，电流最小，由图象可知变阻器R2的最大电压为9V，最小电流为0.3A，则根据欧姆定律可得变阻器R2的最大阻值：

，

而R1的最大阻值为12Ω，故R2＞R1，

故C错误；

D．通过灯的电流最小时，消耗的功率最小，由图象可知此时最小电流为0.3A，变阻器的电压为9V，由串联电路电压的规律，则此时灯的电压为：

UL小＝U﹣U2大＝11V﹣9V＝2V，

则小灯泡消耗的最小功率：

PL小＝UL小I小＝2V×0.3A＝0.6W，

故D正确。