Question

2．小明用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U-I图象如图乙所示．针对该实验过程，下列结果正确的是（　　）

• A． 小灯泡的额定功率为6.25W
• B． 小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
• C． 滑动变阻器的最大阻值为40Ω
• D． 电路消耗的最小功率为0.05W

Answer 1

分析 （1）由图象可知，灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
（2）由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡正常工作时的电阻；
（3）变阻器连入阻值最大时，电路中电流最小，由图象读出此时灯泡的电压和电流，由串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的最大值；
（4）由P=UI计算电路的最小功率．

解答 解：
由电路图知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
A、小灯泡的额定电压为2.5V，由图象可知此时通过灯泡的电流为0.4A，
所以小灯泡的额定功率：P_额=U_额I=2.5V×0.4A=1W，故A错误；
B、由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡正常工作时的电阻：R_L=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω，故B错误；
C、电源电压一定，由I=$\frac{U}{R}$可知，当变阻器连入电路的阻值最大时，电路中电流最小；由图象知电路的最小电流为0.1A，此时灯泡两端电压为0.5V；
电路的最大总电阻：R_总最大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{4.5V}{0.1A}$=45Ω，
此时灯泡的电阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{最小}}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，
滑动变阻器的最大阻值：R_滑最大=R_总最大-R_L=45Ω-5Ω=40Ω，故C正确；
D、由P=UI可得电路消耗的最小功率：
P_总最小=U_总I_最小=4.5V×0.1A=0.45W，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律公式和电功率公式的应用，注意灯泡电阻不是定值，能从图象中获取有用数据是关键．