Question

4．如图甲是小灯泡L的U-I图象，其额定电压为5V，现把该小灯泡接入如图乙所示的电路中，闭合开关S时电压表示数为3V，已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω  1A”．根据以上信息计算出四个物理量：①电源电压为6V；②小灯泡的额定功率为3W；③小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω；④小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.6W．其中计算正确的一组是（　　）

• A． ①②③
• B． ②③④
• C． ①②④
• D． ①③④

Answer 1

分析 （1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）由图象可知电压表的示数为3V时对应的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，根据P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率．

解答 解：（1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，
由图象可知，当电压表示数为3V时，电路中的电流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器两端的电压：U_滑=IR_滑=0.3A×10Ω=3V，
因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_L+U_滑=3V+3V=6V，故①正确；
（2）由图象可知，灯泡两端的电压为5V时，电路中的电流I′=0.6A，
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，灯泡的额定功率：P_L额=U_L额I′=5V×0.6A=3W，故②正确；
此时滑动变阻器两端的电压：U_滑′=U-U_L额=6V-5V=1V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{1V}{0.6A}$=1.7Ω，故③错误；
滑动变阻器消耗的电功率：P_滑′=U_滑′I′=1V×0.6A=0.6W，故④正确；
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，关键是根据图象得出电压对应的电流，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．