Question

9．如图所示，电源两端电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”（灯丝电阻不变），滑动变阻器R最大电阻值为60Ω．下列说法错误的是（　　）

• A． S闭合后，滑片向右滑动，电压表示数减小
• B． S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W
• C． 小灯泡L正常发光时，变阻器R消耗的电功率为3W
• D． 小灯泡L正常发光时，变阻器R连入电路的阻值为12Ω

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压．
（1）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化；
（2）根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，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，根据P=I²R求出小灯泡L的最小实际电功率；
（3）小灯泡L正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，再根据P=UI求出变阻器R消耗的电功率，根据欧姆定律求出变阻器R连入电路的阻值．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压．
（1）S闭合后，滑片向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，
由U=IR可知，灯泡两端的电压变小，即电压表的示数减小，故A正确；
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
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=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{60Ω+12Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
小灯泡L的最小实际电功率：
P_L=I²R_L=（$\frac{1}{6}$A）²×12Ω≈0.33A，故B错误；
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡L正常发光，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=12V-6V=6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I′=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
变阻器R消耗的电功率：
P_R=U_RI′=6V×0.5A=3W，故C正确；
变阻器R连入电路的阻值．
R′=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，故D正确．
故选B．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．