Question

【題目】某同學在做電學實驗時，接了如圖所示的電路，電源電壓恒為4.5 V，電壓表量程“0~3 V”，滑動變阻器規格“20 Ω 1 A”，燈泡L標有“2.5 V 1.25 W”字樣（忽略燈絲電阻變化），在不損壞電路元件的情況下，下列判斷正確的是

A. 電路中電流變化的范圍是0.18 A～0.5 A

B. 滑動變阻器阻值變化的范圍是2.5 Ω～10 Ω

C. 燈泡的最大功率是2.25 W

D. 電路的最小功率是1.35 W

Answer 1

【答案】D

【解析】由電路圖知道，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。根據題意知道，當電壓表的示數為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，故燈泡的電阻：RL=UL/IL=2.5V/0.5A=5Ω，燈泡兩端的最小電壓：UL′=U-U滑max =4.5V-3V=1.5V，電路中的最小電流：Imin =UL′/RL=1.5V/5Ω=0.3A，則電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，故A不正確；因串聯電路中各處的電流相等，由P=UI知道，當燈泡正常發光時電路中的電流：I=IL =PL/UL=1.25W/2.5V=0.5A，而滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電路中的最大電流是Imax =0.5A，且此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，由于串聯電路總電壓等于各分電壓之和，故此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V，則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑min =U滑/Imax=2V/0.5A=4Ω，故B不正確；當燈泡正常發光時的電壓為2.5V，功率為1.25W，故燈泡的最大功率達不到2.25W，故C不正確；電路消耗的最小功率：Pmin =UImin =4.5V×0.3A=1.35W，故D正確，故選D