题目内容
12．
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． | 灯泡的最小功率是0.45W | |
| B． | 该电路的最小功率是0.81W | |
| C． | 电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A | |
| D． | 滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω |
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．
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，根据串联电路的电压、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；
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，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．
根据P=UI和P=I2R求出电路消耗的最小功率和灯泡消耗的最小功率．
解答 解：
串联电路中各处的电流相等，根据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，
因为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Imax=0.5A，
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，即最小值：R滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{0.5A}$=4Ω；
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；
灯泡的电阻：RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
灯泡两端的电压：UL′=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V，
电路中的最小电流：Imin=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R滑max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
A、灯泡的最小功率：PLmin=Imin2RL=（0.3A）2×5Ω=0.45W，故A正确；
B、电路的最小功率：Pmin=UImin=4.5V×0.3A=1.35W，故B错误；
C、根据上述计算可知，电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故C错误；
D、滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故D正确．
故选AD．
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．
根据安全用电原则，将图中开关、两只“220V 40W”电灯连在家庭电路中，要求开关同时控制两灯，且能正常发光．
利用如图甲所示电路，在研究通过导体的电流跟电阻的关系时，要保持导体两端电压不变．实验中，不断改变Rx 的阻值，调节滑动变阻器使电压表示数保持不变，得到了I 与R的关系图象，如图乙所示．由图象可以得出的结论是电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；此次实验中，电压表的示数始终保持2.5V不变．| A． | 等于1222Ω | B． | 等于611Ω | C． | 大于1222Ω | D． | 小于1222Ω |
现有重900N的木箱A，小李同学想把它搬到高为5m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用500N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．则小李同学拉木箱的功率是100W，该斜面的机械效率是90%，木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为50N．