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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...

manfen5.com 满分网某同学在做“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 lA”,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一0.5A
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
从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联,为了不损坏电路元件,根据串联电路电流的特点,应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较,得出电路中的最大电流,通过灯泡L的电流可利用公式IL=计算,并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,可利用公式R总=计算总电阻,再利用公式RL=计算灯泡的电阻,最后利用公式R小=R总-RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值; 为了不把电压表损坏,电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,利用公式UL′=U-U大计算电压,再利用公式I小=计算电流,最后利用公式R大=计算电阻, 灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算; 电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算. 【解析】 ∵UL=2.5V,PL=1.25W ∴IL===0.5A, 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流的特点, 所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A, 由于此时电流最大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小,  R总===9Ω, RL===5Ω, R小=R总-RL=9Ω-5Ω=4Ω; ∵当电压表的示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电流最小, ∴UL′=U-U大=4.5V-3V=1.5V, 再利用公式I小===0.3A, 最后利用公式R大===10Ω; 所以电路中电流的变化范围是0.3A-0.5A,滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω-10Ω; 灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W; 电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W. 故选D.
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