解题思路: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)根据P=UI确定灯泡的额定电流,然后结合滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流;
(2)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据欧姆定律求出灯泡的电阻;
(3)根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,利用P=I2R得出灯泡实际功率的变化,再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小确定灯泡亮暗的变化;
(4)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路的电流,再根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,利用数学知识判断出滑动变阻器功率最大时接入电路中的电阻,进一步求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出此时灯泡两端的电压.
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.
A、根据P=UI可得,灯泡的额定电流:
I额=
P额
U额=[1.25W/2.5V]=0.5A,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
∵串联电路各处的电流相等,
∴电路中的最大电流为0.5A,故A不正确;
B、灯泡正常发光时的电压为2.5V,通过的电流为0.5A,
根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:
RL=
U额
I额=[2.5V/0.5A]=5Ω,故B正确;
C、闭合开关,向左滑动变阻器的滑片时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
根据欧姆定律可得,电路中的电流变大,
根据P=I2R可知灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故C不正确;
D、∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流I=[U
RL+R滑=
4.5V
5Ω+R滑,
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑=I2R滑=(
4.5V
5Ω+R滑)2R滑=
(4.5V)2
(5Ω+R滑)2
R滑=
(4.5V)2
(5Ω)2+R滑2+2×5Ω×R滑
R滑=
(4.5V)2
(5Ω−R滑)2
R滑+20Ω,
当R滑=5Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
电路中的电流I=
4.5V/5Ω+5Ω]=0.45A,
灯泡两端的电压:
UL=IRL=0.45A×5Ω=2.25V,故D正确.
故选BD.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻的串联;电功率的计算.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是会利用数学中判断滑动变阻器功率最大时接入电路中的电阻值.