题目内容
【题目】如图(甲)所示电路,小灯泡额定电压为5V,滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A,电流表量程为0~0.6A,电源电压保持不变,闭合开关S、S1,断开开关S2,R1的滑片从最右滑到最左端后保持R1的滑片不动;再闭合开关S、S2,断开开关S1,在保证所有元件安全的情况下,将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图(乙)中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图象,下列说法正确的是( )
①电源电压为9V
②小灯泡的额定功率为2.5W
③滑动变阻器R1和R2的最大阻值相等
④.整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率是0.6W
A.①③B.②④C.②③D.①④
【答案】B
【解析】
闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡与滑动变阻器R1串联,由于电压表接在滑片上,所以变阻器R1始终以最大阻值连入电路,则R1的滑片从最右端滑到最左端过程中,电路中总电阻不变,通过的电流不变,由图知此时电路中电流I=0.5A,当变阻器R1的滑片移动到最左端时,电压表测整个变阻器R1的电压,且此时电压表的示数最大,由图知此时R1的电压为6V,由欧姆定律可得变阻器R1的最大阻值为:
,
闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,在保证所有元件安全的情况下,将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动;灯与变阻器R2、电流表串联,通过的电流相等,由图象可知最大电流为0.5A,而0.5A<0.6A<1A,故可知灯的额定电流为0.5A;已知小灯泡额定电压为5V,则小灯泡的额定功率为:
PL=U额I额=5V×0.5A=2.5W,
故②正确;
由图象可知,电压表示数为6V,即变阻器R2的电压为6V,此时灯泡正常发光,则由串联电路电压的规律,电源电压为:
U=UL+U2=5V+6V=11V,
故①错误;
灯泡与滑动变阻器R2串联时,滑片在最右端时,变阻器R2接入的阻值最大,其分得的电压最大,电流最小,由图象可知变阻器R2的最大电压为9V,最小电流为0.3A,则根据欧姆定律可得变阻器R2的最大阻值为:
,
而R1的最大阻值为12Ω,故R2>R1,故③错误;
通过灯的电流最小时,消耗的功率最小,由图象可知此时最小电流为0.3A,变阻器的电压为9V,由串联电路电压的规律,则此时灯的电压为:
UL小=U-U2大=11V-9V=2V,
则小灯泡消耗的最小功率为:
PL小=UL小I小=2V×0.3A=0.6W,
故④正确;故选B。