Question

3．如圖電路中，電源電壓為8V且保持不變，電流表規(guī)格為“0～0.6A”，電壓表規(guī)格為“0～15V”，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1.5A”字樣，燈泡上標(biāo)有“6V6W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關(guān)系如圖所示，則（　�。�

• A． 當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為1V
• B． 燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω
• C． 為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為10Ω
• D． 開(kāi)關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大時(shí)，燈泡消耗的功率為0.4W

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；
（1）根據(jù)乙圖可知燈泡電流為0.4A時(shí)的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)即可求出變阻器兩端的電壓，即電壓表示數(shù)；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，由燈泡電流隨電壓變化關(guān)系讀出正常發(fā)光時(shí)的電流；根據(jù)歐姆定律即可求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（3）比較電流表的量程、燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流、滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律即可求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；
（4）因燈泡的電阻要隨溫度的變化而變化，且變阻器調(diào)到最大時(shí)燈泡的阻值未知，故不能直接作出判斷；利用假設(shè)法進(jìn)行判斷，假設(shè)燈泡的功率為0.4W，從圖象中找出此時(shí)燈泡兩端的電壓和通過(guò)的電流，結(jié)合串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入的阻值，再與滑動(dòng)變阻器的最大阻值進(jìn)行比較可作出判斷．

解答 解：
由電路圖可知，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；
A、由乙圖可知，當(dāng)通過(guò)燈泡的電流為0.4A時(shí)，燈泡的電壓為1V；
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得，變阻器兩端的電壓U_R=U-U_L1=8V-1V=7V，即電壓表示數(shù)為7V，故A錯(cuò)誤；
B、燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V，由乙圖可知其正常發(fā)光時(shí)的電流為1A；
則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，故B正確；
C、由于電流表的量程為“0～0.6A”，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為1A，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為 1.5A，因串聯(lián)電路電流處處相等，所以，為了保證電路安全，電路中的最大電流應(yīng)為0.6A；由乙圖可知，此時(shí)燈泡兩端的電壓為U_L最大=2V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得，變阻器兩端的電壓為U_R′=U-U_L最大=8V-2V=6V，
由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器的最小阻值：R_滑小=$\frac{{U}_{R}′}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，故C正確；
D、由乙圖可知，當(dāng)通過(guò)燈泡的電流為0.4A，燈泡的電壓為1V時(shí)，燈泡消耗的功率為0.4W；
此時(shí)變阻器兩端的電壓U_R=U-U_L1=8V-1V=7V，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{7V}{0.4A}$=17.5Ω＜20Ω，
這說(shuō)明：滑動(dòng)變阻器沒(méi)有調(diào)到最大時(shí)，燈泡消耗的功率才為0.4W，故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出燈泡兩端電壓對(duì)應(yīng)的電流以及電路中最大電流的確定．