Question

4．如圖甲是小燈泡L的U-I圖象，其額定電壓為5V，現(xiàn)把該小燈泡接入如圖乙所示的電路中，閉合開關(guān)S時(shí)電壓表示數(shù)為3V，已知電源電壓恒定，滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“10Ω  1A”．根據(jù)以上信息計(jì)算出四個(gè)物理量：①電源電壓為6V；②小燈泡的額定功率為3W；③小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為3Ω；④小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為0.6W．其中計(jì)算正確的一組是（　�。�

• A． ①②③
• B． ②③④
• C． ①②④
• D． ①③④

Answer 1

分析 （1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）由圖象可知電壓表的示數(shù)為3V時(shí)對應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)P=UI求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)，
由圖象可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=IR_滑=0.3A×10Ω=3V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：U=U_L+U_滑=3V+3V=6V，故①正確；
（2）由圖象可知，燈泡兩端的電壓為5V時(shí)，電路中的電流I′=0.6A，
因額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，所以，燈泡的額定功率：P_L額=U_L額I′=5V×0.6A=3W，故②正確；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑′=U-U_L額=6V-5V=1V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{1V}{0.6A}$=1.7Ω，故③錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：P_滑′=U_滑′I′=1V×0.6A=0.6W，故④正確；
故選C．

點(diǎn)評 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)圖象得出電壓對應(yīng)的電流，要注意額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等．