Question

7．如圖所示，電源電壓恒定，燈絲電阻不變，閉合開關(guān)，變阻器的滑片在移動(dòng)過(guò)程中，要求各表示數(shù)均不超過(guò)所選量程，燈泡電壓不超過(guò)額定值．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電壓表和電流表示數(shù)均變小
• B． 電路的總功率最大值為10.8W
• C． 小燈泡功率最小值為0.75W
• D． 變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24～100Ω

Answer 1

分析 1、由電路可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器電壓，電流表測(cè)電路電流，當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，其接入電路中的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
2、根據(jù)P=UI可知，在電壓不變時(shí)，電流越大，則電功率越大，據(jù)此計(jì)算；
3、當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)，通過(guò)燈泡的電流最小，燈泡兩端的電壓最小，根據(jù)P=UI，此時(shí)其電功率最小，據(jù)此計(jì)算；
4、根據(jù)小燈泡的額定電流、電流表的量程和電壓表的量程進(jìn)行判斷，再根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：A、由圖可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器電壓，電流表測(cè)電路電流，當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，其接入電路中的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，變阻器分得的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，由于電路中的總電阻變大，根據(jù)I=$\frac{U}{{R}_{串}}$可知，電流即電流表示數(shù)變小，故A不正確；
B、由題可知，小燈泡的額定電流：I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，即電路中的最大電流為I_大=0.5A，可得電路最大功率：P_大=U_總I_大=18V×0.5A=9W≠10.8W，故B不正確；
C、由圖可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻越大時(shí)，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0-15V量程，因此可得當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻最大，此時(shí)電路中電流最小，
小燈泡兩端電壓：U_小=U_總-U_大=18V-15V=3V；
小燈泡的電功率：P_小=$\frac{{U}_{小}^{2}}{{R}_{燈}}$=$\frac{{U}_{小}^{2}}{\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}}$=$\frac{（3V）^{2}}{\frac{（6V）^{2}}{3W}}$=0.75W；故C正確；
D、由題可知，小燈泡的電阻：R_燈=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
由小燈泡的額定電流可知電路中的最大電流為0.5A，此時(shí)變阻器接入的電阻最�。篟_小=R_總-R_燈=$\frac{{U}_{總}(cāng)}{{I}_{大}}$-R_燈=$\frac{18V}{0.5A}$-12Ω=36Ω-12Ω=24Ω，
由圖可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻越大時(shí)，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0-15V量程，因此當(dāng)電壓表示數(shù)U_大=15V時(shí)，變阻器接入電路的電阻最大，
小燈泡兩端電壓：U_小=U_總-U_大=18V-15V=3V；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)：$\frac{{U}_{小}}{{U}_{大}}$=$\frac{{R}_{燈}}{{R}_{滑}}$，代入可得：$\frac{3V}{15V}$=$\frac{12Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=60Ω
即變阻器阻值變化范圍為24Ω～60Ω，故D不正確．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的知識(shí)點(diǎn)較大，包括串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用及電路分析等等，綜合性強(qiáng)，難度較大．