Question

【题目】如图甲的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=20Ω，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V．只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W；只闭合开关S和S1， 移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的U-I图象如图乙，则下列说法正确的是（ ）

A. 小灯泡正常工作时的电阻是100Ω

B. 电源电压为6V

C. 只闭合开关S和S1时，为保证各元件安全工作，R1的取值范围为2.5-20Ω

D. 为保证各元件安全工作，整个电路的最小功率为1.25W

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小灯泡正常发光时两端的电压UL=4V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.4A，小灯泡正工作时的电阻：

RL==10Ω，

故A错误；

B．闭合开关S、S2和S3时，由图可知，R1与R2并联，并联电路中各支路两端的电压相等，电源的电压：

U==5V，

故B错误；

C．只闭合开关S和S1时，由图可知，R1与L串联，串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.4A，电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小为R小，

R小==2.5Ω，

由图可知，电压表测滑动变阻器两端电压，当变阻器接入电路中的电阻越大时，其两端电压即电压表示数会越大，由于电压表采用0-3V量程，可得当电压表的示数U大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：

UL′=U-U大=5V-3V=2V，

由图象可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小=0.25A，

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

R大==12Ω，

所以，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω～12Ω，故C错误；

D．变阻器接入电路中的电阻越大时，电路中的电流越小，由P=UI可知，电路消耗的电功率会越小，因此，当电压表示数最大为U大=3V时，此时电路消耗的电功率最小，

P小=UI小=5V×0.25A=1.25W，

故D正确。