Question

標(biāo)有“4V  1W”的小燈泡和標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器連接在如圖所示的電路中，電源電壓為6V，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V；為確保電路安全，閉合開(kāi)關(guān)后，下面說(shuō)法正確的是（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）（ ）

A．電壓表示數(shù)變化范圍是0-3V
B．滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是8Ω-16Ω
C．電流表示數(shù)變化范圍是0.17A-0.25A
D．燈泡的實(shí)際功率變化范圍為0.176W-2.25W

Answer 1

【答案】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)電路中的電流；
根據(jù)燈泡的銘牌由電功率的變形公式求出燈泡的額定電流與燈泡的電阻，然后結(jié)合電壓表和電流表的量程并根據(jù)歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化范圍，求出電壓表及電流表示數(shù)變化范圍．
解答：解：由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是4V，額定功率是1W，
（1）∵P=UI，∴燈泡的額定電流：I_L===0.25A，
為保證燈泡安全，電路最大電流不能超過(guò)0.25A；
∵I=，∴燈泡的電阻：R_L===16Ω，
（2）當(dāng)電路電流最大為0.25A時(shí)，
電路總電阻最小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，
電路中的總電阻R===24Ω，
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值為：
R_滑=R-R_L=24Ω-16Ω=8Ω；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)最大U_滑=3V時(shí)，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
此時(shí)電路總電阻最大，電路電流最小，
此時(shí)燈泡兩端電壓為：
U_L′=U-U_滑=6V-3V=3V，
此時(shí)電路中的電流，即電路最小電流為：
I′===0.1875A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為：
R_滑′===16Ω；
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化范圍為8Ω～16Ω，故B正確；
電流表示數(shù)變化范圍是0.1875A～0.25A，故C錯(cuò)誤；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡電壓U_L=4V，這是燈泡所能加的最大電壓，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓兩端電壓最小，即電壓表示數(shù)最小為U_V=6V-4V=2V，
電壓表量程是0～3V，則電壓表的示數(shù)變化范圍是2V～3V，故A錯(cuò)誤；
（5）燈泡最大功率是其額定功率1W，
電壓表示數(shù)最大時(shí)，燈泡功率最小P′=U_L′I′=3V×0.1875A=0.5625W，
燈泡實(shí)際功率變化范圍是：0.5625W～1W，故D錯(cuò)誤；
故選B．
點(diǎn)評(píng)：本題的重點(diǎn)與難點(diǎn)在于把握各電器的額定電壓或最大限制電流，不能讓每個(gè)電器超過(guò)其限制值；同時(shí)根據(jù)滑動(dòng)變阻器的變化引起的電壓或電流的變化進(jìn)行分析．