小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率．电路中电源电压恒为4.5V.电压表的量程为0-3V.电流表的量程为0-0.6A．滑动变阻器的规格为“20Ω 1A .灯泡标有“2.5V 1.25W 字样．若闭合开关.两电表的示数均不超过所选量程.灯泡两端的电压不允许超过额定值.不考虑灯丝电阻的变化.则下列说法中正确的是( )A．滑动变阻器的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样．若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是（　　）

	A．	滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4～20Ω
	B．	电路中电流值的变化范围是0～0.6A
	C．	灯泡的最小功率是1.25W
	D．	该电路的最大功率是2.25W

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，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为3V时灯泡两端的电压，确定灯泡是否可以正常发光；根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个，根据P=UI求出电路中的最大电功率，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（2）当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，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，利用P=I²R求出灯泡的最小功率，利用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，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据P=UI可得，灯泡正常发光的电流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
则灯泡的电阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
灯泡正常发光的电流为0.5A，电流表量程0～0.6A，为保证串联电路的安全，则电路中的最大电流I_最大=I_L=0.5A；
所以，该电路的最大功率P_最大=UI_最大=4.5V×0.5A=2.25W，故D正确；
灯泡两端的电压最大为2.5V，则变阻器两端的最小电压U_滑小=U-U_L=4.5V-2.5V=2V；
此时电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路的电阻最小，
滑动变阻器的最小阻值：R_滑最小=$\frac{{U}_{滑小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
（2）当滑动变阻器接入阻值最大时，电压表的示数最大为3V，电路中的电流最小，
根据串联电路电压的规律可知，此时灯泡两端电压最小，
则灯泡两端的最小电压U_L小=U-U_滑大=4.5V-3V=1.5V，
由欧姆定律可得，电路中的最小电流：I_最小=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
所以，电路中电流值的变化范围是0.3A～0.5A，故B错误；
滑动变阻器的最大阻值：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
结合前面的分析可知，滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4Ω～10Ω，故A错误．
灯泡的最小功率：P_L小=（I_最小）²R_L=（0.3A）²×5Ω=0.45W，故C错误；
故选D．