Question

20．如圖所示，電路中電源電壓恒為4.5V，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“35Ω 1.5A”，燈泡的額定電流為0.5A，電阻為5Ω（燈絲電阻不變）．閉合開關(guān)，要求兩電表的示數(shù)均不能超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過程中，電壓表示數(shù)變大，燈泡變亮
• B． 電壓表與電流表示數(shù)的比變大
• C． 燈泡的最小功率是0.45W
• D． 滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍是4Ω～35Ω

Answer 1

分析 由圖L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流．
（1）由圖判斷滑片向右滑動(dòng)過程中，R連入阻值變化，總電阻變化，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$判斷電流表和電壓表示數(shù)變化，根據(jù)P=UI判斷燈泡功率變化；
（2）電壓表與電流表示數(shù)的比大小等于R連入的電路的阻值，由此判斷；
（3）由圖當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，燈泡電壓最小，燈泡功率最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算燈泡的最小功率；
（4）由燈泡正常發(fā)光電流，兩表的量程，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍．

解答 解：由圖L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流．
A、由圖滑片向右滑動(dòng)，R連入阻值變大，總電阻變大，電源電壓恒定，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中電流（A表示數(shù)）變小，根據(jù)U=IR可知燈泡電壓變小，根據(jù)P=UI可知燈泡實(shí)際功率變小，燈泡變暗．故A錯(cuò)誤；
B、電壓表與電流表示數(shù)的比大小等于R連入的電路的阻值，滑片向右滑動(dòng)，R連入阻值變大，所以兩表示數(shù)比變大．故B正確；
C、當(dāng)電壓表示數(shù)最大3V時(shí)，燈泡電壓最小，U_L=U-U_V=4.5V-3V=1.5V，此時(shí)燈泡功率最�。篜_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（1.5V）^{2}}{5Ω}$=0.45W．故C正確；
D、燈泡正常發(fā)光電流0.5A，電流表的量程為0～0.6A，
所以電路中電流：I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$≤0.5A，
即：$\frac{4.5V}{5Ω+R}$≤0.5A，解得：R≥4Ω，
電壓表的量程為0～3V，
所以：U_V=IR=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$×R≤3V，
即：$\frac{4.5V}{5Ω+R}$×R≤3V，解得：R≤10Ω．
所以兩電表的示數(shù)均不能超過量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍是4Ω～10Ω．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)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡正常工作電流和電流表的量程確定電路中的最大電流．