Question

【題目】將標(biāo)有“4V 16Ω”的小燈泡和“20Ω 1A”的滑動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”，閉合開關(guān)時(shí)，為確保電路安全，下列說法正確的是（不考慮溫度對電阻的影響）（ ）

A.小燈泡的最小實(shí)際功率1W

B.滑動變阻器接人電路的阻值變化范圍應(yīng)控制在8Ω~16Ω

C.滑動變阻器消耗的電功率的變化范圍是0.5W~1W

D.電路消耗的總功率的變化范圍是1W~1.5W

Answer 1

【答案】B

【解析】

由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流

(1)知道燈泡的額定電壓和電阻，可求出燈泡的電阻與燈泡的額定電流，比較燈泡的額定電流和電流表的量程、滑動變阻器允許通過的最大電流可以確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電路消耗的總功率最大；根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)，求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，再根據(jù)P=UI求出電路消耗的功率；

(2)當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡消耗的電功率最小，電路消耗的總電功率最小；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，可求出燈泡兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)電路中的最小電流；根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值，根據(jù)P=UI求出電燈消耗的最小功率和電路消耗的最小總功率；

(3)根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI表示出滑動變阻器消耗的電功率，變形得出滑動變阻器消耗的最大功率，得出滑動變阻器消耗的電功率的變化范圍。

ABD．由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；

燈泡的額定電流：

由于燈泡的額定電流為0.25A，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，則電路中的最大電流為Imax=0.25A；此時(shí)電路中的總電阻：

由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，可知滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

，

電路消耗的最大總功率：

，

滑動變阻器消耗的電功率：

當(dāng)電壓表的示數(shù)時(shí)，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡和電路消耗的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則此時(shí)燈泡兩端的電壓：

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則電路中的電流：

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：

則滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍應(yīng)控制在8Ω～16Ω，故B項(xiàng)正確；

燈泡消耗的最小功率：

，

故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

電路消耗的最小總功率：

電路消耗的總功率的變化范圍是1.125W~1.5W，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．滑動變阻器消耗的電功率：

設(shè)I =x，P滑= y，

解得當(dāng)，即時(shí)，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大為0.5625W，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選B。