Question

6．如图所示，电源两端电压保持30V不变，小灯泡乙上标有“10V 10W”字样，滑动变阻器上标有“50Ω，2.5A”字样，不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　　）

• A． s闭合后，使电压表的示数减少2V，小灯泡两端的电压就增加2V
• B． s闭合后，电路中的最大电流为2.5A
• C． 小灯泡L正常发光时，变阻器消耗的电功率为10w
• D． s闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为2.5W

Answer 1

分析 当S闭合后，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压：
①电压表示数的变化和灯泡两端的电压变化相同；
②开关S闭合后，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据P=UI求出电路中最大电流；
③灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，利用欧姆定律求出灯泡的电阻，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，利用P=UI求出变阻器R消耗的电功率；
④当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的实际功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=I²R求出灯泡的最小实际电功率．

解答 解：S闭合后，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，
①当电压表的示数减少2V，则小灯泡L两端的电压就减小2V，故A不正确；
②灯泡正常发光时的电压U_L=6V，功率P_L=3W，
因为串联电路中各处的电流相等，所以根据P=UI可得，电路中的最大电流：I_最大=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{10W}{10V}$=1A，故B不正确；
由I=$\frac{U}{R}$可得，R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{10V}{1A}$=10Ω，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：U_R=U-U_L=30V-10V=20V，
变阻器R消耗的电功率：P_R=U_RI=20V×1=20W，故C不正确；
③当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的实际功率最小，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的最小电流I_min=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{max}}$=$\frac{30V}{10Ω+50Ω}$=0.5A，
灯泡的最小电功率：P_Lmin=（I_min）²R_L=（0.5A）²×10Ω=2.5W，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，知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及滑动变阻器接入电路中的电阻最大时灯泡的实际功率最小是关键．