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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,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20ΩlA”,灯泡L标有“2.5V1.25W

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解决时间 2021-01-02 05:32
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~0.5AB.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10ΩC.灯泡的最小功率是0.162WD.该电路的最大功率是2.25W
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D解析:∵UL=2.5V,PL=1.25W∴IL=PL/UL=1.25W/2.5V=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=U总/I=4.5V/0.5A=9Ω,RL=UL2/PL=(2.5V)2/1.25W=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=UL′/RL=1.5V/5Ω=0.3A,最后利用公式R大=U大/I小=3V/0.3A=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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