問題詳情:
如圖所示電路,電源電壓不變,小燈泡標有“6V 3W“字樣,閉合開關後,當滑片P移至某一位置時,小燈泡恰好正常發光,此時滑動變阻器消耗的功率為P1;當滑片P移至某一端點時,電流表示數為0.3A,電壓表示數變化了3V,此時滑動變阻器消耗的功率為P2,且P1:P2=5:6.下列判斷正確的是( )
A.滑動變阻器的最大阻值為10Ω
B.電路允許消耗的最大功率為4.5W
C.小燈泡正常發光時,滑片P位於滑動變阻器中點位置
D.滑動變阻器消耗的功率由P1變為P2的過程中,小燈泡消耗的功率變化了0.6W
【回答】
B
【詳解】
由電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
A.設電源電壓為U,當滑片P移至某位置時,小燈泡正常發光,由P=UI可得,此時電路中的電流為:
I=IL==0.5A,
滑動變阻器消耗的功率為:
P1=(U﹣UL)I=(U﹣6V)×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣①,
當滑片P移至某一端點時,電流表示數為0.3A,電流表示數減小,説明變阻器接入的電阻變大,此時滑片在最大阻值處;變阻器接入的電阻變大,由串聯分壓規律可知,變阻器分得的電壓變大,所以,電壓表示數增大了3V,此時滑動變阻器兩端的電壓為:
U滑=U﹣6V3V=U﹣3V,
此時滑動變阻器消耗的功率為:
P2=U滑I′=(U﹣3V)×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知
P1:P2=5:6﹣﹣﹣﹣③,
聯立①②③解得,電源電壓U=9V;則滑動變阻器的最大阻值為:
R滑大==20Ω,
故A錯誤;
B.電路中的最大電流為燈泡的額定電流:0.5A,電路的最大功率:
P大=UI大=9V×0.5A=4.5W,
故B正確;
C.小燈泡正常發光時,滑動變阻器的電壓為:
U滑′=U﹣6V=9V﹣6V=3V,
此時滑動變阻器的電阻為:
R滑′==6Ω,
因為滑動變阻器的最大阻值為20Ω,所以此時滑片P不在中點位置,故C錯誤;
D.由題意可知,小燈泡恰好正常發光,此時滑動變阻器消耗的功率為P1,則此時燈泡消耗的功率
PL=P額=3W,
滑動變阻器消耗的功率由P1變為P2的過程中,電壓表示數變化了3V即增大了3V,由串聯電路的電壓規律可得,燈泡兩端的電壓減小了3V,則此時燈泡兩端的電壓
UL′=6V﹣3V=3V,
此時燈泡消耗的電功率:
PL′=UL′I′=3V×0.3A=0.9W,
則燈泡消耗的功率變化了:
△P=PL﹣PL′=3W﹣0.9W=2.1W,
故D錯誤.
知識點:電功率
題型:選擇題