Question

1．某同學(xué)在做“調(diào)節(jié)燈泡亮度”的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時，電路如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表量程“0～3V”，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”，燈泡L標(biāo)有“3V 0.9W”字樣（忽略燈絲電阻變化）．在實(shí)驗(yàn)中為了保證所有元件的安全，下列判斷正確的是（　�。�

• A． 該電路中，變阻器R接入電路的阻值變化范圍為0～20Ω
• B． 該電路消耗的總功率的變化范圍為1.2W～3.6W
• C． 該電路中，電流表示數(shù)的變化范圍為0.2A～0.6A
• D． 該電路中，電燈消耗功率的變化范圍為0.4W～0.9W

Answer 1

分析 A、根據(jù)題意判斷出電路中的最大電流，根據(jù)其確定變阻器的阻值范圍；
BC、根據(jù)電流表、電壓表、變阻器、燈泡的規(guī)格判斷電流的最大值，根據(jù)歐姆定律判斷電流的最小值；
根據(jù)電流的變化范圍，由P=UI計算電路總功率的變化范圍，得出結(jié)論；
D、根據(jù)燈絲的阻值不變，結(jié)合電流的變化得出燈泡電功率的變化．

解答 解：由P=UI得，燈泡正常發(fā)光時的電流值I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A，燈泡的電阻值R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
A、由電路圖知，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表的量程為0～0.6A，燈泡的額定電流為0.3A，變阻器允許通過的最大電流為2A，可知電路中允許通過的最大電流為0.3A，此時燈泡兩端電壓為3V，未超過電壓表的量程；
電流最大時，為變阻器允許的最小值，所以R_小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{大}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，可得變阻器的變化范圍為10～20Ω，A錯誤；
BC、當(dāng)變阻器的阻值最大時，電路中的電流最小，I_小=$\frac{U}{{R}_{大}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{20Ω+10Ω}$=0.2A，電路消耗的最小功率P_小=UI_小=6V×0.2A=1.2W；
由A知，I_大=0.3A，則P_大=UI_大=6V×0.3A=1.8W，可得電路中的電流變化范圍為0.2A～0.3A，電功率的變化范圍為1.2W～1.8W，B錯誤，C錯誤；
D、電路的最小電流為0.2A，燈泡的最小電功率P_L小=U_小I_小=（I_小）²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
燈泡的最大功率等于0.9W，所以燈泡的功率范圍為0.4W～0.9W，D正確．
故選D．

點(diǎn)評 本題是有關(guān)電功率的應(yīng)用分析，掌握電功率的計算公式，能夠確定電路的最大電流和最小電流值是關(guān)鍵．