Question

18．如圖所示，電源電壓保持18V不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動變阻器最大電阻值R=60Ω．為保證各器件安全，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（　　）

• A． S斷開時(shí)電壓表示數(shù)為0V
• B． S閉合后，電壓表最大示數(shù)為15V
• C． 小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，變阻器R消耗的電功率為6W
• D． S閉合后，小燈泡L的最小實(shí)際電功率為0.5W

Answer 1

分析 （1）S斷開時(shí)，電壓表測電源的電壓，根據(jù)電源的電壓可知電壓表的示數(shù)．
（2）S閉合后，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，為保證各器件安全，電壓表的最大示數(shù)和燈泡的額定電壓相等，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，再利用P=UI求出變阻器R消耗的電功率；
（3）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡L的功率最小，利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，最后利用P=I²R求出燈泡的最小電功率．

解答 解：（1）S斷開時(shí)，電壓表測電源的電壓，則電壓表的示數(shù)為18V，故A錯(cuò)誤；
（2）S閉合后，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，
為保證各器件安全，電壓表的最大示數(shù)U_V=U_L=6V，故B錯(cuò)誤；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{3W}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=18V-6V=12V，
變阻器R消耗的電功率：
P_R=U_RI=12V×0.5A=6W，故C正確；
（3）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡L的功率最小，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，此時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{18V}{12Ω+60Ω}$=0.25A，
燈泡的最小電功率：
P_L=I²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W，故D錯(cuò)誤．
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，知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡的實(shí)際功率最小是關(guān)鍵．