Question

【題目】如圖所示，把標有“6V 3W”的小燈泡與最大阻值為100Ω的滑動變阻器連接在電源電壓恒為18V的電路中，各表的示數均不超過所選量程，且燈泡兩端電壓不允許超過額定值（燈絲電阻不變），閉合開關后，下列說法正確的是（ ）
A.滑動變阻器滑片向左滑動的過程中，小燈泡變暗
B.滑動變阻器的阻值變化范圍為24Ω∽100Ω
C.電路的總功率最大值為10.8W
D.小燈泡的電功率最小值為0.75W

Answer 1

【答案】D
【解析】解： 由實物電路可知：燈泡與滑動變阻器串聯，電流表測量串聯電路的電流（所選量程為0～0.6A），電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓（所選量程為0～15V）．
A、滑片向左滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，電源電壓不變，根據歐姆定律可知電路中的電流變大；由P=I2R可知，小燈泡的實際功率增大，則小燈泡變亮，故A錯誤；
B、由P=UI可得小燈泡的額定電流：I額= = =0.5A；
小燈泡的電阻：RL= = =12Ω，
因燈泡的額定電流小于0.6A，所以電路中的最大電流為I大=I額=0.5A，
由歐姆定律可得最小總電阻：R總小= = =36Ω；
由串聯電路的電阻特點可得，滑動變阻器連入電路的最小阻值：
R滑小=R總小﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
為保護電壓表，滑動變阻器兩端的最大電壓為15V，此時滑動變阻器連入的電阻最大，電流最小；
由串聯電路的電壓特點可得，燈泡兩端的最小電壓：UL小=U﹣U滑大=18V﹣15V=3V，
則串聯電路中的最小電流：I小=IL小= = =0.25A，
所以滑動變阻器連入的最大阻值：R滑大= = =60Ω﹣﹣﹣﹣﹣②
由上面分析可知，滑動變阻器的阻值變化范圍為24Ω∽60Ω，故B錯誤；
C、電路的總功率最大值：P大=UI大=18V×0.5A=9W，故C錯誤；
D、小燈泡的電功率最小值：PL小=I小2RL=（0.25A）2×12Ω=0.75W，故D正確．
故選D．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．