Question

【題目】如圖，電源電壓恒為4.5V，的量程為“0-0.6A”，電壓表的量程為“0~3V，燈泡上標有“2.5V 1.25W”（不考慮燈絲電阻變化），滑動變阻器R的規格為“20 1A”。閉合開關，在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中：

A. 的示數最大為0.6A

B. 燈泡消耗的最小功率為0.12W

C. 電路消耗的最大總功率為2.25W

D. 滑動變阻器接入電路的阻值范圍為4~20

Answer 1

【答案】CD

【解析】

根據題中“在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中……”可知本題綜合考查動態電路的電功率。根據串聯電路的特點和歐姆定律，電功率公式的應用進行分析判斷，正確判斷電路中的最大電流和最小電流是解答的關鍵。

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器R串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

由P=UI可得，燈泡的額定電流：，故A錯誤。

因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0~0.6A，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I大=0.5A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電路消耗的總功率最大。

由可得，燈泡的電阻和電路的總電阻分別為：

，，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

R小=R總-RL=9Ω-5Ω=4Ω，

故滑動變阻器接入電路的阻值范圍為4~20，故D正確。

電路消耗的最大功率：P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W，故C正確。

當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，燈泡消耗的電功率最小。

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的最小電流：

，

則燈泡消耗的最小電功率：PL小=I小2RL=（0.18A）2×5Ω=0.162W，故B錯誤。