Question

【題目】用如圖所示的電路測小燈泡的功率，電路中電源電壓為6V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．滑動變阻器的規格為“30Ω lA”，燈泡標有“4V 2W”字樣．若閉合開關，兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法中正確的是 （ ）
A.滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是0～30Ω
B.電流表示數的變化范圍是0～1A
C.燈泡的最小功率是2W
D.該電路的最大功率是2.25W

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流． A、當變阻器連入電路的電阻為0時，電路為燈泡L的簡單電路，此時燈泡的電壓等于電源電壓6V，而燈泡的額定電壓只有4V，所以燈泡會損壞，故A錯誤；
B、閉合開關后，當變阻器接入電路中的電阻最大時，根據歐姆定律可知，電路中的電流最小，但不為0，故B錯誤；
C、由P=UI可得，燈泡的額定電流：I額= = =0.5A，
燈泡的電阻：RL= = =8Ω；
當變阻器連入電路的電阻最大時，總電阻最大，電路中的電流最小，
則最小電流：I小= = = A，
燈泡的最小功率：P L小=I小2RL=（ A）2×8Ω≈0.2W，故C錯誤；
D、因串聯電路中各處的電流相等，且電壓表量程為0～3V，
當電壓表示數最大為3V，電路中的電流：I′= = = A＜0.5A，
所以，為了保證所有元件的安全，電路中的最大電流為I大=I′= A，
則該電路的最大功率：P總大=UI大=6V× A=2.25W，故D正確．
故選D．
由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．（1）當變阻器連入電路的電阻為0時，燈泡的電壓等于電源電壓6V，據此判斷；（2）開關閉合后，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電流最小，但不為0；（3）當變阻器連入電路的電阻最大時，總電阻最大，電路中的電流最小，由串聯電路電阻的規律和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據P=I2R求燈泡的最小功率；（4）求出燈的電阻，結合電表的量程和燈泡的額定電流確定電路中的最大電流，根據P=UI求電路的最大功率．