题目内容
7．
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0.18～0.5 A | |
| B． | 滑动变阻器阻值变化的范围是2.5～10Ω | |
| C． | 灯泡的最小功率是0.45W | |
| D． | 该电路的最大功率是4.5 W |
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．
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流，根据串联电路的电流特点结合滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，此时电路的总功率最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据P=UI求出电路的最大电功率，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（2）当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，利用欧姆定律求出灯泡的电阻，利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，进一步求出电路中电流变化的范围，根据P=UI求出灯泡的最小功率，最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围．
解答 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，
由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：
I=IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且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I大=0.5A，此时电路的总功率最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
则电路的最大电功率：
P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W，故D错误；
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为：
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路的最小电阻：
R滑小=R-RL=9Ω-5Ω=4Ω；
（2）当电压表的示数U滑=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时灯泡两端的电压：
UL′=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V，
电路中的最小电流：
I小=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
所以电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故A错误；
灯泡的最小功率：
PL′=UL′I小=1.5V×0.3A=0.45W，故C正确；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R滑大=$\frac{{U}_{滑大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
则滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故B错误．
故选C．
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，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流，并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．
| A． |
| ||||||
| B． |
| ||||||
| C． |
| ||||||
| D． |
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如图甲和乙是研究“焦耳定律”的实验装置．通电后，比较电阻丝产生热量的多少，甲是探究电热与电阻关系的实验装置．乙是探究电热与电流关系的实验装置．
可以用图示电路测量电阻的阻值，电源两端电压为4.0V，R=90Ω，Rx为待测电阻，电压表的量程为3V．
| A． | 只有甲 | B． | 甲、丁 | C． | 甲、丙、丁 | D． | 甲、乙、丁 |