Question

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，电压表量程为“0﹣3V”，滑动变阻器规格为“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. 该电路的最大功率是2.35W

B. 滑动变阻器值变化的范围是4Ω﹣10Ω

C. 灯泡的最小功率是0.162W

D. 电路中电流变化的范围是0.18A﹣0.5A

Answer

B

【解析】

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。(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，因串联电路总电压等于各分电压之和，所以，当灯泡正常发光时电压表的示数为：U滑＝U−UL＝4.5V−2.5V＝2V，因2V<3V，没有超出电压表的量程，所以，灯泡两端的电压可以达到2.5V；由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：I＝IL＝＝0.5A，由于串联电路中各处的电流相等，而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，灯泡允许通过的最大电流为0.5A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A；则该电路的最大电功率：P大＝UI大＝4.5V×0.5A＝2.25W，故A错误；电流最大时，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R滑小＝＝4Ω；(2)由I＝可得，灯泡的电阻RL＝＝5Ω，当电压表的示数最大为3V时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压：U′L＝U−U滑大＝4.5V−3V＝1.5V，则电路中的最小电流：I小＝ ＝0.3A，所以电路中电流变化的范围是0.3A∼0.5A，故D错误；灯泡的最小功率： ＝I小＝1.5V×0.3A＝0.45W，故C错误；滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大＝＝10Ω，则滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω∼10Ω，故B正确。故选B.