Question

如图（甲）所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器R₁、R₂允许通过的最大电流均为1A，电流表量程为0～0.6A，电源电压保持不变，闭合开关S、S₁，断开开关S₂，R₁的滑片从最右滑到最左端后保持R₁的滑片不动；再闭合开关S、S₂，断开开关S₁，在保证所有元件安全的情况下，将R₂的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图（乙）中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图象，下列说法正确的是（  ）

①电源电压为9V

②小灯泡的额定功率为2.5W

③滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值相等

④.整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率是0.6W

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

Answer

B

【解析】

闭合开关S、S1，断开开关S2，灯泡与滑动变阻器R1串联，由于电压表接在滑片上，所以变阻器R1始终以最大阻值连入电路，则R1的滑片从最右端滑到最左端过程中，电路中总电阻不变，通过的电流不变，由图知此时电路中电流I=0.5A，当变阻器R1的滑片移动到最左端时，电压表测整个变阻器R1的电压，且此时电压表的示数最大，由图知此时R1的电压为6V，由欧姆定律可得变阻器R1的最大阻值为：

，

闭合开关S、S2，断开开关S1时，灯泡与滑动变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动；灯与变阻器R2、电流表串联，通过的电流相等，由图象可知最大电流为0.5A，而0.5A＜0.6A＜1A，故可知灯的额定电流为0.5A；已知小灯泡额定电压为5V，则小灯泡的额定功率为：

PL=U额I额=5V×0.5A=2.5W，

故②正确；

由图象可知，电压表示数为6V，即变阻器R2的电压为6V，此时灯泡正常发光，则由串联电路电压的规律，电源电压为：

U=UL+U2=5V+6V=11V，

故①错误；

灯泡与滑动变阻器R2串联时，滑片在最右端时，变阻器R2接入的阻值最大，其分得的电压最大，电流最小，由图象可知变阻器R2的最大电压为9V，最小电流为0.3A，则根据欧姆定律可得变阻器R2的最大阻值为：

，

而R1的最大阻值为12Ω，故R2＞R1，故③错误；

通过灯的电流最小时，消耗的功率最小，由图象可知此时最小电流为0.3A，变阻器的电压为9V，由串联电路电压的规律，则此时灯的电压为：

UL小=U-U2大=11V-9V=2V，

则小灯泡消耗的最小功率为：

PL小=UL小I小=2V×0.3A=0.6W，

故④正确；故选B。