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(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣．閉合開(kāi)關(guān)S，電流表和電壓表的示數(shù)均不超過(guò)所選量程，燈泡兩端的電壓不超過(guò)其額定電壓，忽略燈泡電阻的變化，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.電流表的量程應(yīng)選0～3A
B.電壓表示數(shù)的變化范圍是0～3V
C.滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是4Ω～7.2Ω
D.滑動(dòng)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(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)量燈泡電流；
根據(jù)P=UI得：IL= = =0.5A，由歐姆定律得：燈泡的電阻：RL= = =12Ω；
因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)量燈泡的電流，燈泡兩端電壓不允許超過(guò)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(yīng)選0～0.6A，故A錯(cuò)誤；
由于滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)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(dòng)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(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)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(dòng)變阻器接入電路中的最大電阻Rmax= = =7.2Ω＜20Ω；
滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，
滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是4～7.2Ω，故C正確；
則電壓表示數(shù)的變化范圍2～3V，故B錯(cuò)誤；
由題意可知，兩電表示數(shù)均不超過(guò)所選量程，燈泡兩端的電壓不超過(guò)額定值，
當(dāng)變阻器電壓取到最大電壓為3V時(shí)（電壓表量程為3V），燈就有最小電壓UL=U﹣UP=8V﹣3V=5V，
此時(shí)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(dòng)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(jiàn)在I= A時(shí)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(nèi)，所以只有選最接近于 的 ，
這樣P滑=﹣12Ω×（ A﹣ A）2+ W=1.25W．故D錯(cuò)誤．
故選C．
【考點(diǎn)精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)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(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．