Question

16．小灯泡L的额定电压为3V，它的I-U图象如图甲所示．把小灯泡接入图乙所示的电源电压恒定的电路中，将标有“10Ω 2A”的滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V．下列说法错误的是（　　）

• A． 电源电压为4.5V
• B． 小灯泡的额定功率为1.5W
• C． 小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
• D． 小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为0.45W

Answer 1

分析 （1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由图象可知电压表的示数为3V时对应的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，利用P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率．

解答 解：（1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，
由图象可知，当电压表示数为1.5V时，电路中的电流I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=IR_滑=0.3A×10Ω=3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U_L+U_滑=1.5V+3V=4.5V，故A正确；
（2）由图象可知，灯泡两端的电压为3V时，电路中的电流I′=0.5A，
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，灯泡的额定功率：
P_L额=U_L额I′=3V×0.5A=1.5W，故B正确；
此时滑动变阻器两端的电压：
U_滑′=U-U_L额=4.5V-3V=1.5V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω，故C正确；
滑动变阻器消耗的电功率：
P_滑′=U_滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象得出电压对应的电流，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．