Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為8V，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器的規格為“20 Ω 1A”,燈泡標有“6V 3W”字樣。若閉合開關，兩電表示數均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，不考慮燈絲電阻變化，則下列說法正確的是（ ）

A.電流表的量程應選0～3A
B.電壓表示數的變化范圍0～3V
C.滑動變阻器的阻值變化范圍4Ω～7.2Ω
D.滑動變阻器的的最大功率為1W

Answer 1

【答案】C
【解析】A、從圖中可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，電流表測量燈泡電流；根據P=UI得： ，由歐姆定律得：燈泡的電阻： ；∵電流表測量燈泡的電流，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，也就是電路中的電流最大為燈泡的額定電流，即電路中的最大電流Imax=IL=0.5A； 則電流表的量程應選0～0.6A，A不符合題意；

BC、由于滑動變阻器與燈泡串聯，滑動變阻器兩端電壓的最小電壓為URmin=U-Umax=8V-6V=2V，由歐姆定律得：滑動變阻器接入電路中的最小阻值 ；由于電壓表量程為0～3V，所以當電壓表示數為3V時，根據串聯電路的電壓特點可知：燈泡兩端的電壓ULmin=U-URmax=8V-3V=5V，∴電路中的電流為 ，滑動變阻器接入電路中的最大電阻 ；∵滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是4～7.2Ω，C符合題意；

D、則電壓表示數的變化范圍2～3V，故B錯誤；由題意可知，兩電表示數均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，當變阻器電壓取到最大電壓為3V時（電壓表量程為3V），燈就有最小電壓UL=U-UP=8V-3V=5V，此時電流最小 ，最大電流不是0.6A而是燈在額定電壓下的電流， ，電路中電流范圍 ～0.5A，滑動變阻器的功率：P滑=（U-RLI）I=UI-RLI2=8V×I-12Ω×I2=-12Ω（I2- ）= ，可見在 時功率最大，而 比最小的 還小，不在電流取值范圍之內，所以只有選最接近于 的 ，這樣 .D不符合題意.

故答案為：C.

從圖中可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，電流表測量燈泡電流；（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=UI求出燈泡的額定電流，利用串聯電路電壓特點確定電壓表的最小示數，然后結合電流表的量程確定電路中的最大電流；（2）電壓表示數不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓，即電壓表示數不得低于2V；（3）確定電路中的最大電流后，根據歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；因為電壓表量程為0～3V，則滑動變阻器兩端電壓不允許超過3V，根據串聯電路的電壓特點求出此時燈泡兩端的電壓，根據歐姆定律求出最小電流，則即可求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值；（4）根據P=UI求出該電路的最大功率.