Question

18．在如圖甲的電路中，電源電壓為16V且保持不變，電流表的規(guī)格為“0～0.6A”，電壓表的規(guī)格為“0～15V”，滑動變阻器規(guī)格為“100Ω，2A”，燈泡上標有“6V，3W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關系如圖乙所示，為保證電表不超出量程，燈泡的不超過額定電壓．下列說法正確的是（　�。�

• A． 電路中電流最大值應為0.6A
• B． 電路消耗的最大總功率9.6W
• C． 滑動變阻器接入電路中的范圍是20～75Ω
• D． 當電流表示數為0.4A時，電壓表的示數為11.2V

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，由燈泡電流隨電壓變化關系讀出正常發(fā)光時的電流，然后結合電流表的量程確定通過燈泡的最大電流；
（2）根據P=UI求出電路消耗的最大總功率；
（3）當電路中的電流最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最小，根據圖象讀出燈泡兩端的電壓，再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最小電阻；
根據電壓表的量程得出滑動變阻器兩端的最大電壓，然后根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端實際電壓，由圖象得出電路中的最小電流，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大電阻；
（4）根據乙圖可查出燈泡電流為0.4A時的電壓，然后根據串聯電路電壓特點求得電壓表示數．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V，由乙圖可知正常發(fā)光時的電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，
則電路中最大電流為0.5A，故A錯誤；
（2）電路安全工作時電路消耗的最大總功率：P=UI_大=16V×0.5A=8W，故B錯誤．
（3）當電路中的電流最大I_大=0.5A時，此時燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的電阻最��；燈泡兩端的電壓為U_L=6V；
因為串聯電路總電壓等于各分電壓之和，所以滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=16V-6V=10V，
根據歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路中的最小電阻：R_滑小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{大}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω；
當電壓表示數為15V時，滑動變阻器接入電路中的最大電阻，根據串聯電路總電壓等于各分電壓之和可知：
燈泡兩端實際電壓U_L實=U-U_滑大=16V-15V=1V，
由圖象可知此時電路中最小電流為I_小=0.2A，
根據歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路中的最大電阻：R_滑大=$\frac{{U}_{滑大}}{{I}_{小}}$=$\frac{15V}{0.2A}$=75Ω；
所以，滑動變阻器接入電路中的范圍是20～75Ω，故C正確；
（4）由圖象可知，當電流表示數為0.4A時，小燈泡兩端的電壓為3V，則電壓表讀數U=U_總-U_L′=16V-3V=13V，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是根據圖象得出相應的關系，要特別注意燈泡的電阻隨兩端的電壓發(fā)生變化．