Question

18．如圖所示，電源電壓恒為5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω  1A”燈泡標(biāo)有“3V  1.8W”字樣．閉合開關(guān)，在電路安全的情況下（不考慮燈絲電阻的變化），則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是0～20Ω
• B． 電流表示數(shù)的變化范圍是0.1～0.6A
• C． 電壓表示數(shù)的變化范圍是1.5V～3V
• D． 燈泡的最小功率是0.2W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流和電阻，然后結(jié)合電壓表的量程，電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡的功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用U=IR求出燈泡兩端的最小電壓，利用P=I²R求出燈泡的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
根據(jù)P=UI可得，燈的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{1.8W}{3V}$=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$得：燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω，
由于電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，則燈泡兩端的最大電壓為3V，則通過燈泡的最大電流I_最大=I_L額=0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$得：電路中的最小總電阻R_最小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{5V}{0.6A}$≈8.3Ω，
由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知：
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：R_滑最小=R_最小-R_L=8.3Ω-5Ω=3.3Ω，
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω  lA”，所以滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是3.3Ω～20Ω，故A錯(cuò)誤；
電路中的最大總電阻R_最大=R_L+R=20Ω+5Ω=25Ω；
則電路中的最小電流：I_最小=$\frac{U}{{R}_{最大}}$=$\frac{5V}{25Ω}$=0.2A，
所以電流表示數(shù)的變化范圍是0.2～0.6A，故B錯(cuò)誤；
燈泡兩端的最小電壓為U_L最小=I_最小R_L=0.2A×5Ω=1V；
所以電壓表示數(shù)的變化范圍是1V～3V，故C錯(cuò)誤；
此時(shí)燈泡的功率最小為：P_L最小=I_最小²R_L=（0.2A）²×5Ω=0.2W，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電壓和電流表的量程確定電路中的最大電流，對(duì)于選擇題并不一定完全解答選項(xiàng)．