如图所示,电源两端电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器最大电阻值R=60W。不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A.S闭合后,使电压表的示数减少1V,小灯泡L两端的电压就增加1V
B.S闭合后,小灯泡L的最小实际电功率为0.5W
C.小灯泡L正常发光时,变阻器R消耗的电功率为6W
D.开关S断开时,电压表的示数为12V
解析:分析电路图可知,原电路为灯泡L与滑动变阻器R组成的串联电路。电压表测量的是灯泡L两端的电压UL。
A.根据串联电路的特点,电源电压与灯泡两端的电压以及滑动变阻器两端之间的关系为:U=UL+UR,可见,若UL减小1V,UR必然增加1V,但电压表的示数就等于灯泡两端的电压,所以电压表示数减小1V,灯泡两端的电压也减小1V,即A选项错误;
B.灯泡灯丝的电阻为:
RL= | UL2 | = | (6V)2 | =12Ω |
PL | 3W |
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流为:
IL=I= | U | = | 6V | =0.083A |
RL+R | 60Ω+12Ω |
灯泡L的最小功率为:
PL=IL2RL=(0.083A)2×12Ω=0.083W,显然选项B错误;
C.灯泡正常发光时,通过滑动变阻器的电流及其两端的电压为:
IR=IL’= | PL | = | 3W | =0.5A |
UL | 6V |
UR=U-UL=12V-6V=6V
滑动变阻器消耗的电功率为:
PR=URIR=6V×0.5A=3W
显然选项C错误;
D.当开关断开时,电压与滑动变阻器串联,由于电压表内阻大,使通过滑动变阻器的电流几乎为零,所以其两端的电压也几乎为零,电压表两端几乎为电源电压。因此选项D正确。
答案:D
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