Question

【题目】某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4．5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω,1A”，灯泡L标有“2．5V,1．25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是

A. 电路中电流变化的范围是0．18A～0．5A

B. 滑动变阻器阻值变化的范围是2．5Ω～10Ω

C. 灯泡的最小功率是0．162W

D. 该电路的最大功率是2．25W

Answer 1

【答案】D

【解析】试题分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。灯泡正常发光时的电压为2．5V，功率为1．25W。

因为串联电路总电压等于各分电压之和，所以此时电压表的示数U滑=U-UL=4．5V-2．5V=2V，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R滑min=U滑/Imax=2V/0．5A=4Ω；

当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

灯泡的电阻：RL=UL/IL=2．5V/0．5A=5Ω，灯泡两端的电压：UL′=U-U滑max=4．5V-3V=1．5V，

电路中的最小电流：Imin=UL′/RL=1．5V/5Ω=0．3A，故电路中电流变化的范围是0．3A～0．5A，故A不正确；滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑max =U滑max/Imin=3V/0．3A=10Ω，故滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故B不正确；灯泡的最小功率：PLmin=UL′×Imin=1．5V×0．3A=0．45W，故C错误；

因为串联电路中各处的电流相等，所以根据P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：

I=IL=PL/UL=1．25W/2．5V=0．5A；

因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电路中的最大电流Imax=0．5A，

电路的最大电功率：Pmax=UImax=4．5V×0．5A=2．25W，故D正确。