Question

【題目】某同學在做“調節燈泡亮度”的電學實驗時，電路如圖所示。電源電壓恒為4．5V，電壓表量程“0～3V”，滑動變阻器規格“20Ω,1A”，燈泡L標有“2．5V,1．25W”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0．18A～0．5A

B. 滑動變阻器阻值變化的范圍是2．5Ω～10Ω

C. 燈泡的最小功率是0．162W

D. 該電路的最大功率是2．25W

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。燈泡正常發光時的電壓為2．5V，功率為1．25W。

因為串聯電路總電壓等于各分電壓之和，所以此時電壓表的示數U滑=U-UL=4．5V-2．5V=2V，此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，最小為：R滑min=U滑/Imax=2V/0．5A=4Ω；

當電壓表的示數為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，

燈泡的電阻：RL=UL/IL=2．5V/0．5A=5Ω，燈泡兩端的電壓：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，故電路中電流變化的范圍是0．3A～0．5A，故A不正確；滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑max =U滑max/Imin=3V/0．3A=10Ω，故滑動變阻器阻值變化的范圍是4Ω～10Ω，故B不正確；燈泡的最小功率：PLmin=UL′×Imin=1．5V×0．3A=0．45W，故C錯誤；

因為串聯電路中各處的電流相等，所以根據P=UI可得，燈泡正常發光時電路中的電流：

I=IL=PL/UL=1．25W/2．5V=0．5A；

因為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Imax=0．5A，

電路的最大電功率：Pmax=UImax=4．5V×0．5A=2．25W，故D正確。