Question

如圖所示，燈泡L標有“6V 3W”的字樣，滑到變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，電流表的量程為0～0.6A，電源電壓為8V不變（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），在保證各電路原件安全工作的情況下，下列選項正確的是（　�。�

• A、燈泡L的最小功率為0.75W
• B、整個電路消耗的最大功率為4.8W
• C、滑到變阻器連入電路中的最小阻值為4Ω
• D、燈泡L正常發(fā)光1min消耗的電能為180J

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定功率和額定電壓，根據P=UI求出額定電流，根據歐姆定律求出燈泡的電阻；根據燈泡的額定電流和滑動變阻器允許通過的最大電流、電流表的量程確定電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，整個電路消耗的電功率最大，歐姆定律求出電路中的總電阻，根據電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，根據P=UI求出整個電路消耗的最大功率；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡消耗的電功率最小，根據電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據P=I²R求出燈泡L的最小功率；
（3）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據W=Pt求出1min消耗的電能．

解答：解：（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
由I=

U

R

可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
因燈泡的額定電流為0.5A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表的最大示數(shù)為0.6A，
所以，電路中的最大電流I=0.5A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，整個電路消耗的電功率最大，
電路中的總電阻：
R=

U

I

=

8V

0.5A

=16Ω，
由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑min=R-R_L=16Ω-12Ω=4Ω，故C正確；
電路消耗的最大功率：
P=UI=8V×0.5A=4W，故B不正確；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡消耗的電功率最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=

U

RL+R滑max

=

8V

12Ω+20Ω

=0.25A，
燈泡L的最小功率：
P_Lmin=（I′）²×R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W，故A正確；
（3）燈泡正常發(fā)光時的功率為3W，則1min消耗的電能：
W_L=P_Lt=3W×60s=180J，故D正確．
故選ACD．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是電路中最大電流的確定．