Question

6．標(biāo)有“4V 1W”的小燈泡和“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器連接在如圖所示的電路中，電源電壓為6V，電流表量程為“0-0.6A”，電壓表量程為“0-3V”；為確保電路安全，閉合開關(guān)后，下面說法正確的是（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）（　�。�

• A． 電壓表示數(shù)變化范圍是0-3V
• B． 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是8Ω-16Ω
• C． 電流表示數(shù)變化范圍是0.25-0.6A
• D． 燈泡的實(shí)際功率變化范圍為0.176W-2.25W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的最小示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，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；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，電流表的示數(shù)最小，燈泡消耗的電功率最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，據(jù)此可得電壓表示數(shù)的變化范圍，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據(jù)P=I²R求出燈泡消耗的最小功率，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=4V，最大實(shí)際功率P_L=1W，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表的最小示數(shù)：
U_滑=U-U_L=6V-4V=2V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1W}{4V}$=0.25A，
因燈泡的額定電流為0.25A，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流為0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω；
（2）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{4V}{0.25A}$=16Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_滑′=3V時(shí)，電流表的示數(shù)最小，燈泡消耗的電功率最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
則電壓表示數(shù)變化范圍是2V～3V，故A錯(cuò)誤；
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑′=6V-3V=3V，
電路中的最小電流：
I′=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{16Ω}$=0.1875A，
所以，電流表示數(shù)變化范圍是0.1875A～0.25A，故C錯(cuò)誤；
燈泡消耗的最小功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.1875A）²×16Ω=0.5625W，
所以，燈泡的實(shí)際功率變化范圍為0.5625W-1W，故D錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{3V}{0.1875A}$=16Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是8Ω～16Ω，故B正確．
故選B．

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，會(huì)確定各量的最大和最小值是解題的關(guān)鍵．