Question

【题目】如图，电源电压恒为4.5V，的量程为“0-0.6A”，电压表的量程为“0~3V，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中：

A. 的示数最大为0.6A

B. 灯泡消耗的最小功率为0.12W

C. 电路消耗的最大总功率为2.25W

D. 滑动变阻器接入电路的阻值范围为4~20

Answer 1

【答案】CD

【解析】

根据题中“在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中……”可知本题综合考查动态电路的电功率。根据串联电路的特点和欧姆定律，电功率公式的应用进行分析判断，正确判断电路中的最大电流和最小电流是解答的关键。

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。

由P=UI可得，灯泡的额定电流：，故A错误。

因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电路中的最大电流I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大。

由可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为：

，，

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小=R总-RL=9Ω-5Ω=4Ω，

故滑动变阻器接入电路的阻值范围为4~20，故D正确。

电路消耗的最大功率：P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W，故C正确。

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小。

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流：

，

则灯泡消耗的最小电功率：PL小=I小2RL=（0.18A）2×5Ω=0.162W，故B错误。