题目内容
【题目】某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω,1A”,灯泡L标有“2.5V,1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化)。在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是
A. 电路中电流变化的范围是0.18A~0.5A
B. 滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C. 灯泡的最小功率是0.162W
D. 该电路的最大功率是2.25W
【答案】D
【解析】试题分析: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。灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W。
因为串联电路总电压等于各分电压之和,所以此时电压表的示数U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:R滑min=U滑/Imax=2V/0.5A=4Ω;
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
灯泡的电阻:RL=UL/IL=2.5V/0.5A=5Ω,灯泡两端的电压:UL′=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V,
电路中的最小电流:Imin=UL′/RL=1.5V/5Ω=0.3A,故电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,故A不正确;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑max =U滑max/Imin=3V/0.3A=10Ω,故滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω,故B不正确;灯泡的最小功率:PLmin=UL′×Imin=1.5V×0.3A=0.45W,故C错误;
因为串联电路中各处的电流相等,所以根据P=UI可得,灯泡正常发光时电路中的电流:
I=IL=PL/UL=1.25W/2.5V=0.5A;
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路中的最大电流Imax=0.5A,
电路的最大电功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D正确。