Question

【題目】如圖所示，電源電壓為8V且保持不變，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器R的規格為“20Ω 1A”，燈泡L標有“6V 3W”的字樣．閉合開關S，電流表和電壓表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過其額定電壓，忽略燈泡電阻的變化，則下列說法中正確的是（ ）

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

Answer 1

【答案】C
【解析】解：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：IL= = =0.5A，由歐姆定律得：燈泡的電阻：RL= = =12Ω；
因為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，故A錯誤；
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Rmin= = =4Ω；
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Imin= = = A，
滑動變阻器接入電路中的最大電阻Rmax= = =7.2Ω＜20Ω；
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，故C正確；
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Imin= = = A，
最大電流不是0.6A而是燈在額定電壓下的電流，Imax=I額=0.5A，
電路中電流范圍 A～0.5A，
滑動變阻器的功率：
P滑=（U﹣RLI）I
=UI﹣RLI2
=8V×I﹣12Ω×I2
=﹣12Ω（I2﹣ I）
=﹣12（I2﹣ I+ ）+
=﹣12（I﹣ ）2+ ，
可見在I= A時功率最大，
而I= A= A比最小的 A還小，不在電流取值范圍之內，所以只有選最接近于 的 ，
這樣P滑=﹣12Ω×（ A﹣ A）2+ W=1.25W．故D錯誤．
故選C．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．