题目内容
【题目】在图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。只闭合开关S和S1,将滑动变阻器的滑片P从a端移动至b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。闭合开关S、S1和S2,将滑动变阻器的滑片P移到b端时小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.8A.以下说法错误的是
A. 小灯泡的额定功率为4.8W
B. 定值电阻R1的阻值为10Ω
C. 电源电压为6V
D. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
【答案】A
【解析】
(1)由电路图可知,只闭合开关S和S1时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,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,电压表的示数最大,根据图乙读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)只闭合开关S和S1时,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出定值电阻R1的阻值,进一步求出电源电压;
(3)闭合开关S、S1和S2,将滑动变阻器的滑片P移到b端时,R1与L并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过L的电流,根据P=UI求出小灯泡正常发光时的功率即为小灯泡的额定功率。
(1)由电路图可知,只闭合开关S和S1时,R1与R2串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
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,电压表的示数最大,
由图乙可知,电路中的最小电流I1=0.2A,滑动变阻器两端的最大电压U滑最大=4V,
由可得,滑动变阻器的最大阻值:
故D正确;
(2)只闭合开关S和S1时,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:
U=I1(R1+R2)=0.2A×(R1+20Ω),
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I2=0.6A,则电源的电压:
U=I2R1=0.6A×R1,
因电源的电压不变,
所以,0.2A×(R1+20Ω)=0.6A×R1,
解得:R1=10Ω,故B正确;
电源的电压:U=I2R1=0.6A×10Ω=6V,故C正确;
(3)闭合开关S、S1和S2,将滑动变阻器的滑片P移到b端时,R1与L并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R0的电流:
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过灯泡的电流:
IL=I﹣I0=0.8A﹣0.6A=0.2A,
则小灯泡的额定功率:
PL=UIL=6V×0.2A=1.2W;故A错误。
故选:A。