Question

如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V”字样，通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示，电压表选择0~15V的量程，电流表选择0~3A的量程。闭合开关S，断开S₁和S₂，滑动变阻器的滑片在某处时，电流表的示数为0.4A；变阻器的滑片滑到另一处时，电压表的示数由8V变化到4V，电流表的示数变化了0.4A，已知R₁：R₂=1：4， R₂为滑动变阻器的最大阻值。在保证各电路元件安全工作的情况下，则下列结果中不正确的是（       ）

A.R₁的阻值为5Ω B.电源的电压为11V

C.整个电路的最大电功率是11W D.整个电路的最小电功率是4.4W

Answer

C

【解析】

A．闭合开关S，断开S1和S2时，灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中电阻越大分得的电压越大，所以，电压表的示数由U2′=8V变化到U2″=4V时，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，则两种情况下电路中的电流分别为：I′=0.4A，

I″=0.4A+0.4A=0.8A，

由图象可知，两种情况情况下灯泡两端的电压分别为=1V，=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= +I′R1+ =1V+0.4A×R1+8V，

U= +I″R1+ =3V+0.8A×R1+4V，

因电源的电压不变，所以，

1V+0.4A×R1+8V=3V+0.8A×R1+4V，

解得：

R1=5Ω，

故A正确，不符合题意；

B．电源的电压：

+I′R1+ =1V+0.4A×5Ω+8V=11V，

故B正确，不符合题意；

C．当开关S、S2闭合，断开S2时，电路为R2的简单电路，因电源的电压小于电压表的量程，所以，当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I大=3A时，电路消耗的电功率最大，则：

P大=UI大=11V×3A=33W，

故C错误，符合题意；

D．当闭合开关S，断开S1和S2，且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电功率最小，则电源的电压：

UL小+I小(R1+ R2)= UL小+I小(R1+4 R1)= UL小+ I小×5 R1

11V= UL小+ I小×25Ω，

由图象可知，当I小=0.4A，UL小=1V符合，则电路的最小电功率：

P小=UI小=11V×0.4A=4.4W，

故D正确，不符合题意。

故选C。