12. 如图所示,电源电压不变。闭合开关后,当滑动变阻器滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3 A,灯泡消耗的功率为0.9 W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2 V,此时灯泡恰好正常发光,且消耗的电功率为2 W。下列说法中正确的是
(
B
)

(第12题)
A.灯泡正常发光时的电阻为10 $\\Omega$
B.滑动变阻器的最大阻值为20 $\\Omega$
C.电源电压为8 V
D.滑片P在最右端时,滑动变阻器消耗的电功率为3.2 W
解析:
解:
由图知,灯与滑动变阻器串联,电压表测灯两端电压,电流表测电路电流。
情况1:滑片在某端点时(设为阻值最大端)
电流$I_1=0.3\, A$,灯功率$P_1=0.9\, W$,
灯两端电压$U_L=\frac{P_1}{I_1}=\frac{0.9}{0.3}=3\, V$,
灯电阻$R_L=\frac{U_L}{I_1}=\frac{3}{0.3}=10\,\Omega$。
电源电压$U=U_L+I_1R_{ 滑}=3+0.3R_{ 滑}$。
情况2:滑片移至中点时
电压表示数变化$2\, V$,因滑动变阻器接入电阻减小,灯电压增大,
此时灯电压$U_L'=3+2=5\, V$,灯正常发光功率$P_2=2\, W$,
电路电流$I_2=\frac{P_2}{U_L'}=\frac{2}{5}=0.4\, A$,
电源电压$U=U_L'+I_2·\frac{R_{ 滑}}{2}=5+0.4×\frac{R_{ 滑}}{2}=5+0.2R_{ 滑}$。
联立方程求$R_{ 滑}$和$U$
由电源电压相等:$3+0.3R_{ 滑}=5+0.2R_{ 滑}$,
解得$R_{ 滑}=20\,\Omega$,电源电压$U=3+0.3×20=9\, V$。
验证选项
A. 灯正常发光电阻$R_L'=\frac{(U_L')^2}{P_2}=\frac{5^2}{2}=12.5\,\Omega\neq10\,\Omega$,A错误;
B. 滑动变阻器最大阻值$20\,\Omega$,B正确;
C. 电源电压$U=9\, V\neq8\, V$,C错误;
D. 滑片在最右端(最大阻值)时,滑动变阻器功率$P_{ 滑}=I_1^2R_{ 滑}=0.3^2×20=1.8\, W\neq3.2\, W$,D错误。
结论:正确选项为B。
$\boxed{B}$