Question

【題目】如圖，電源電壓為18V且保持不變．電流表量程為0 0.6A，電壓表量程0 15V，小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，要求開關(guān)閉合后兩個(gè)電表的示數(shù)均不超過所選量程，且燈泡兩端電壓不允超過額定電壓（設(shè)燈絲電阻保持不變），則下列說法正確的是（ ）

A.滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表示數(shù)變大
B.當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表示數(shù)為12 V
C.該電路的最大功率為10.8W
D.滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24 60Ω

Answer 1

【答案】D
【解析】A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過程中，接入電路的電阻變小，電路的總電阻變��；根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大；

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器兩端分得的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變�。瓵不合題意；

B、由P= 可得，燈泡的電阻：RL= =12Ω；

當(dāng)電路中電流為0.4A時(shí)，燈泡兩端電壓：U1=I1RL=0.4A×12Ω=4.8V；

因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U2="18V" 4.8V=13.2V．B不合題意；

C、由P=UI得，燈正常發(fā)光時(shí)的電流為：IL= =0.5A；

因此電路中的最大電流：I最大=0.5A，則電路中的最大功率：P最大=UI最大=18V×0.5A=9W．C不合題意；

D、由歐姆定律可得，I最大= ，

0.5A= ，

解得R最小=24Ω；

為保護(hù)電壓表，滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓為15V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，

因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以U=UL′+UR，則UL′="U" UR="18V" 15V=3V，

此時(shí)電路中最小的電流為：I′= =0.25A，

則滑動(dòng)變阻器連入的最大電阻為：R最大= =60Ω．D符合題意．

故答案為：D．
圖中燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器的電壓，電流表測電路中的電流.
（1）當(dāng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變小，由歐姆定律判斷電路中電流的變化，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)分析變阻器兩端的電壓變化情況．
（2）先計(jì)算出燈泡的電阻，由U=IR計(jì)算燈泡兩端電壓，利用串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)計(jì)算變阻器兩端電壓；
（3）由P=UI計(jì)算燈泡的額定電流，由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知電路中允許通過的最大電流，此時(shí)變阻器接入電路的電阻最小，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電路的電阻，從而得到變阻器接入電路的最小值，再由P=UI計(jì)算此時(shí)電路中的最大功率；
（4）由串聯(lián)電路的分壓原理知電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可計(jì)算出電路中的電流、變阻器接入電路的最大阻值，由P=UI計(jì)算燈泡的最小電功率，從而得到變阻器接入電路的電阻范圍．