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如图甲所示电路,电源电压保持不变.电流表A的量程为0﹣0.6A,电压表V1、V2的量程均为0﹣3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω2A”.滑动变阻器的滑片P在某点时,电

物理试题 02-18
如图甲所示电路,电源电压保持不变.电流表A的量程为0﹣0.6A,电压表V1、V2的量程均为0﹣3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω2A”.滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示.下列说法正确的是(  )
 
A. 电源电压为4V
B. 小灯泡的额定功率为0.75W
C. 滑动变阻器取值范围是3Ω﹣30Ω
D. 整个电路消耗的最大功率为2W
【答案】ACD
【解析】
【分析】
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)当R接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,电路中的电流变小,据此判断出图乙对应的电压表为V2,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻;由图乙可知电路中的电流最大时电压表V2的示数,根据串联电路的电压特点求出V1的示数,然后与电压表的量程判断出此时灯泡应正常发光达到额定功率,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出灯泡的额定功率和电路消耗的最大功率.
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1 测L两端的电压,电压表V2 测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
根据题意知道,当滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1 、V2 的示数之和为4V,由串联电路的电压特点知道,电源的电压是4V,故A正确;
由电路图知道,在保证电路各元件安全的最大范围内,当R接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,即电压表V2 的示数变大,此时电路中的总电阻变大,电路中的电流变小;由此知道,图乙对应的是电压表V2与电流表,且电路中的最小电流是I小 =0.1A时,电压表的最大示数是3V, 由知道,滑动变阻器接入电路中的最大阻值是:;由图乙知道,当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电路中的电流有最大值I大 =0.5A时,电压表V2 的示数是U2小 =1.5V,此时灯泡应正常发光恰好达到额定功率,电路消耗的总功率最大,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:,所以滑动变阻器取值范围是3Ω~30Ω,故C正确;
此时灯泡两端的电压是:UL =U-U2小=4V-1.5V=2.5V,
灯泡的额定功率是:PL =UI大 =2.5V×0.5A=1.25W,故B错误; 
电路消耗的最大功率是:P大=UI大=4V×0.5A=2W,故D正确.
故选ACD.
【点睛】本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,解题的关键是正确的判断出图乙对应的电压表和判断出灯泡正常发光时的电压,本题综合性强,计算过程复杂,有一定难度.
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