Question

【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

Answer 1

【答案】D
【解析】解：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=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=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=I小2RL=（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=15Ω﹣10Ω=5Ω，
所以，滑动变阻器允许调节的范围是5Ω～20Ω，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=（ ）2R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．
故选D．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR），以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．