Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為 20V，電壓表量程是“0～15V”，電流表量程是“0～0.6A”，滑動變阻器 R 的規格是“100Ω 1A”，燈泡標有“12V 6W”字樣．閉合開關 S，若兩表示數均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，不考慮燈絲電阻變化．下列說法正確的是（ ）
A.電壓表示數變化范圍是 3V～15V
B.電流表示數變化范圍是 0.1A～0.5A
C.電路中的最大功率是 20W
D.滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍是 16Ω～72Ω

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中電流，（1）燈泡正常發光時的電壓為12V，功率為6W，串聯電路中各處的電流相等，根據P=UI可得，燈泡正常發光時電路中的電流：I=IL= = =0.5A， 因滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，為了保證各元件的安全，電路中的最大電流Imax=0.5A，
因串聯電路總電壓等于各分電壓之和，所以此時電壓表的最小示數為：
U滑=U﹣UL=20V﹣12V=8V；
電路的最大電功率：
Pmax=UImax=20V×0.5A=10W，故C錯誤；
此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，由I= 可知最小值為：
R滑min= = =16Ω；（2）電壓表量程是“0～15V”，則電壓表的示數最大為15V，所以電壓表示數變化范圍是 8V～15V；故A錯誤；
此時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
根據串聯電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知，燈泡兩端的最小電壓：
UL′=U﹣U滑max=20V﹣15V=5V，
已知燈泡的額定電壓和額定電流，則燈泡的電阻：RL= = =24Ω，
所以電路中的最小電流：
Imin= = = A≈0.21A，
所以，電路中電流變化的范圍是0.21A～0.5A，故B錯誤；
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R滑max= = =72Ω，
所以滑動變阻器阻值變化的范圍是16Ω～72Ω，故D正確．
故選D．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： 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．