Question

8．现有稳压电源、开关、电流表、电压表、额定电压为6V的小灯泡、滑动变阻器各一个，其中小灯泡的U-I图象如图所示．将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从10V开始减小，电流表的示数从0.4A开始增大．闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）

• A． 刚闭合开关时小灯泡灯丝的电阻为12Ω
• B． 电源的电压为10V
• C． 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
• D． 整个电路的最小功率为4.8W

Answer 1

分析 由题意可知，将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，则电压表并联在滑动变阻器两端，否则两电表示数应同时增大或同时减小．
（1）当电压表的示数为10V时，电路中的电流为0.4A，由图象得出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）根据串联电路电压特点求出刚闭合开关时灯泡两端电压和通过的电流，利用欧姆定律的变形公式即可求出灯丝的电阻；
（2）根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（4）根据P=UI知电路中电流最小时功率最小，由此求出整个电路的最小功率．

解答 解：
根据题意可知，滑动变阻器与灯泡应为串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如图所示：

当电压表的示数为10V时，电路中的电流为0.4A，由图象得出此时灯泡两端的电压U_L=2V，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压U=U_滑+U_L=10V+2V=12V，故B错误；
根据题意可知，刚闭合开关时，灯泡两端电压为12V-10V=2V，通过灯泡的电流为0.4A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此时灯丝的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；故A错误；
根据欧姆定律可得，滑片在左端时滑动变阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{10V}{0.4A}$=25Ω，故C错误；
因为电源的电压一定，当变阻器连入电阻的阻值最大时电路中电流最小，
则电路的最小总功率：P_max=U_总I=12V×0.4A=4.8W，故D正确．
故选D．

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，关键是根据题意得出电压表所测量的电路元件和从图象中得出需要的信息．