Question

如图所示，灯泡L标有“6V 3W”的字样，滑到变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为0～0.6A，电源电压为8V不变（不考虑温度对灯丝电阻的影响），在保证各电路原件安全工作的情况下，下列选项正确的是（　　）

• A、灯泡L的最小功率为0.75W
• B、整个电路消耗的最大功率为4.8W
• C、滑到变阻器连入电路中的最小阻值为4Ω
• D、灯泡L正常发光1min消耗的电能为180J

Answer 1

分析：（1）知道灯泡的额定功率和额定电压，根据P=UI求出额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；根据灯泡的额定电流和滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，整个电路消耗的电功率最大，欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，根据P=UI求出整个电路消耗的最大功率；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡消耗的电功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I²R求出灯泡L的最小功率；
（3）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出1min消耗的电能．

解答：解：（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
由I=

U

R

可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
因灯泡的额定电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的最大示数为0.6A，
所以，电路中的最大电流I=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，整个电路消耗的电功率最大，
电路中的总电阻：
R=

U

I

=

8V

0.5A

=16Ω，
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑min=R-R_L=16Ω-12Ω=4Ω，故C正确；
电路消耗的最大功率：
P=UI=8V×0.5A=4W，故B不正确；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡消耗的电功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I′=

U

RL+R滑max

=

8V

12Ω+20Ω

=0.25A，
灯泡L的最小功率：
P_Lmin=（I′）²×R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W，故A正确；
（3）灯泡正常发光时的功率为3W，则1min消耗的电能：
W_L=P_Lt=3W×60s=180J，故D正确．
故选ACD．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是电路中最大电流的确定．