题目内容
【题目】如图所示,电源电压保持4.5V不变。小灯泡L标有“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表V1的量程为0~3V。闭合开关S,下列说法不正确的是
A. P由中点向B端移动时,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变大
B. P由中点向B端移动时,电压表V2的示数与电流表A的示数的乘积一定变小
C. 电路的最小功率一定为0.675 W
D. 灯泡正常发光时的电流为0.3A
【答案】C
【解析】
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当P由中点向B端移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的分压特点可知灯泡两端的电压变化,然后判断电压表V2的示数与电流表A的示数的乘积变化;根据欧姆定律结合变阻器接入电路中的电阻判断电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变化;
(2)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流;
(3)根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻,假设灯泡的电阻不变时,当电压表V1的示数最大时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=UI求出电路消耗的最小功率,然后根据灯泡的电阻随温度的升高而变小、温度的降低而增大得出答案。
灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当P由中点向B端移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器分得的电压变大,由串联电路电压的规律可知灯泡分得的电压变小,则电压表V2的示数与电流表A的示数的乘积一定变小,故B正确,不符合题意;
由可知,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的电阻,则其比值变大,故A正确,不符合题意;
(2)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流,故D正确;
(3)灯泡正常发光时的电阻,假设灯泡的电阻不变时,当电压表V1的示数达到U滑=3V时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压UL′=U-U滑=4.5V-3V=1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流,电路的最小电功率P=UI=4.5V×0.15A=0.675W,而实际上,灯泡两端的电压变小时,实际功率变小,温度变低,灯泡的电阻变大,电路中的总电阻变大,电路的总功率变小,即小于0.675W,故C错误,符合题意。
故选C。