Question

11．如圖甲所示，電源電壓恒定，R₁是一個定值電阻，R₂是滑動變阻器，小燈泡L的額定電壓為6V，圖乙是通過小燈泡L的電流隨兩端電壓變化的曲線．當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，小燈泡L恰好正常發(fā)光；滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，電壓表的示數(shù)為5V．當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，電流表的示數(shù)為0.8A，R₁消耗的功率為P₁；則（　　）

• A． 電源電壓4V
• B． 小燈泡的額定功率3W
• C． 滑動變阻器的最大阻值15Ω
• D． 定值電阻R₁消耗的功率P₁是1.8W

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，電路為L的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)圖乙讀出通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，L與R₂的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)圖象讀出通過燈泡的電流即電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，L與R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R₁的電流，根據(jù)P=UI求出定值電阻R₁消耗的功率P₁．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，電路為L的簡單電路，
因燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，故A錯誤；
由圖乙可知，此時通過燈泡的電流I_L=0.5A，
則燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=6V×0.5A=3W，故B正確；
滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，L與R₂的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U₂=6V-5V=1V，
由圖象可知，通過燈泡的電流即電路中的電流I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω，故C錯誤；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最左端時，L與R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₁的電流：
I₁=I′-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
定值電阻R₁消耗的功率：
P₁=UI₁=6V×0.3A=1.8W，故D正確．
故選BD．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路連接方式的判斷，要注意燈泡的電阻是變化的．