Question

8．現(xiàn)有穩(wěn)壓電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、額定電壓為6V的小燈泡、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，其中小燈泡的U-I圖象如圖所示．將這些元件用導(dǎo)線連成電路后，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)從10V開(kāi)始減小，電流表的示數(shù)從0.4A開(kāi)始增大．閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端向右滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是（　�。�

• A． 剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)小燈泡燈絲的電阻為12Ω
• B． 電源的電壓為10V
• C． 滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω
• D． 整個(gè)電路的最小功率為4.8W

Answer 1

分析 由題意可知，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大，則電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，否則兩電表示數(shù)應(yīng)同時(shí)增大或同時(shí)減�。�
（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，電路中的電流為0.4A，由圖象得出此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)燈泡兩端電壓和通過(guò)的電流，利用歐姆定律的變形公式即可求出燈絲的電阻；
（2）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（4）根據(jù)P=UI知電路中電流最小時(shí)功率最小，由此求出整個(gè)電路的最小功率．

解答 解：
根據(jù)題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡應(yīng)為串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，如圖所示：

當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，電路中的電流為0.4A，由圖象得出此時(shí)燈泡兩端的電壓U_L=2V，
因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電源的電壓U=U_滑+U_L=10V+2V=12V，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)題意可知，剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡兩端電壓為12V-10V=2V，通過(guò)燈泡的電流為0.4A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；故A錯(cuò)誤；
根據(jù)歐姆定律可得，滑片在左端時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{10V}{0.4A}$=25Ω，故C錯(cuò)誤；
因?yàn)殡娫吹碾妷阂欢ǎ?dāng)變阻器連入電阻的阻值最大時(shí)電路中電流最小，
則電路的最小總功率：P_max=U_總I=12V×0.4A=4.8W，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意得出電壓表所測(cè)量的電路元件和從圖象中得出需要的信息．