Question

6．如圖甲所示，電壓表V₁、V₂的量程都是0～15V，電流表的量程是0～0.6A，小燈泡兩端的電壓不許超過(guò)額定電壓，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A；閉合開(kāi)關(guān)，為了保證所有元件都安全．滑動(dòng)變阻器的滑片只能在阻值最大端和a點(diǎn)間滑動(dòng)，當(dāng)滑片在這兩點(diǎn)間滑動(dòng)時(shí)，得到了圖乙所示的兩個(gè)電壓表的示數(shù)與電路中電流關(guān)系的圖象AB和BC，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為6V
• B． 該電路功率范圍為1.2W～3W
• C． 小燈泡的額定功率為3W
• D． 滑動(dòng)變阻器的取值范圍為12Ω～60Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)燈泡兩端的電壓，電壓表V₂測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的電流最大，由小燈泡兩端的電壓不許超過(guò)額定電壓可知，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖象讀出電路的最大電流和燈泡、滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)P=UI求出電路的最大功率；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，變阻器接入電路中電阻最大，電壓表的示數(shù)最大，電路中的電流最小，根據(jù)圖乙讀出電路的最小電流和電壓表的最大示數(shù)，根據(jù)P=UI求出電路的最小功率，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，進(jìn)一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)燈泡兩端的電壓，電壓表V₂測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，電路中的電流最大，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，
由圖乙可知，電路中的電流I=0.5A，燈泡兩端的電壓U_L=6V，變阻器兩端的電壓U_滑=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_滑=6V+6V=12V，故A錯(cuò)誤；
燈泡的額定功率：
P_L=U_LI=6V×0.5A=3W，故C正確；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_a=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
電路的最大功率：
P_大=UI=12V×0.5A=6W；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，變阻器接入電路中電阻最大，電壓表的示數(shù)最大，電路中的電流最小，
由圖乙可知，電壓表的最大示數(shù)U_滑′=11V，電路的最小電流I′=0.2A，
電路的最小功率：
P_小=UI_小=12V×0.2A=2.4W，
該電路功率范圍為2.4W～6W，故B錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{11V}{0.2A}$=55Ω，
滑動(dòng)變阻器的取值范圍為12Ω～55Ω，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意判斷出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流和兩電壓表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系．