Question

7．小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U-I图象如图乙所示．针对该实验过程，下列结果正确的是（　　）

• A． 小灯泡的额定功率为 6.25W
• B． 小灯泡正常工作时的电阻为 5Ω
• C． 滑动变阻器的最大阻值为 40Ω
• D． 电路消耗的最小功率为 0.05W

Answer 1

分析 由电路图知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
（1）根据图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出灯泡正常工作时的电阻；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据图象读出灯泡两端的最小电压和电流，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出变阻器的最大阻值，根据P=UI求出电路的最小总功率．

解答 解：由电路图知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
（1）小灯泡的额定电压为2.5V，由图象可知此时通过灯泡的电流为0.4A，
则小灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W，故A错误；
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，由I=$\frac{U}{R}$得，灯泡正常工作时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω，故B错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，
由图象可知，灯泡两端的电压U_L′=0.5V，通过的电流I_L′=0.1A，
因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′=4.5V-0.5V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器的最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}′}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，故C正确；
电路消耗的最小功率：
P_小=UI=UI_L′=4.5V×0.1A=0.45W，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键．