题目内容
【题目】如图所示,电路中电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“35Ω 2A”,灯泡铭牌标有“3V 0.9W”的字样(灯丝电阻不变).闭合开关,为了保证电路的安全,调节滑动变阻器,则下列说法正确的是 ( )
A. 当滑动变阻器滑片向右移动,电流表示数变大,电压表示数变大
B. 灯泡的最小功率为0.45W
C. 滑动变阻器允许调节的范围是10Ω~20Ω
D. 在保证电路安全情况下,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,滑动变阻器的电功率先变大后变小
【答案】D
【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器滑片向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;(2)由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL==0.3A,灯泡的电阻:RL==10Ω,当电压表示数最大为U滑大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的电功率最小,此时灯泡两端的电压:
UL小=UU滑大=4.5V3V=1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流:
I小= =0.15A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大= ==20Ω,灯泡的最小功率:PL小=I2小RL=(0.15A)2×10Ω=0.225W,故B错误;因灯泡的额定电流小于电流表的量程,也小于滑动变阻器允许通过的最大电流,所以,电路中的最大电流I大=0.3A,
此时电路中的总电阻:R总==15Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总RL=15Ω10Ω=5Ω,所以,滑动变阻器允许调节的范围是5Ω20Ω,故C错误;(3)由欧姆定律可得,电路中的电流:
I=,滑动变阻器消耗的电功率:P滑=I2R滑=R滑= =
当R滑=RL=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大为,
则在保证电路安全情况下,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,滑动变阻器的电功率先变大后变小,故D正确。