Question

9．把標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡與最大阻值為100Ω滑動(dòng)變阻器連接在電源電壓恒為18V的電路中，各電表選擇的量程如圖所示．要求閉合開(kāi)關(guān)后兩電表的示數(shù)均不超過(guò)所選量程，且燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定值（燈絲電阻W不變）．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 在滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小
• B． 小燈泡的電功率最小值為0.75W
• C． 電路的總功率最大值為10.8W
• D． 滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是18Ω～60Ω

Answer 1

分析 由圖可知燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，接入電路的電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化．
（2）已知小燈泡的規(guī)格“6V  3W”，則可求出燈泡的電阻及額定電流，比較額定電流及電流表的最大量程，可得出電路中允許通過(guò)的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路的電阻，利用電阻的串聯(lián)特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值，再根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路中的最大功率；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流、滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值，再根據(jù)P=UI求出燈泡的最小電功率，進(jìn)一步得出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍；

解答 解：A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)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)變小，故A正確．
C、燈絲的電阻為：
R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{L額}}$=12Ω，
燈正常發(fā)光時(shí)的電流為：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=0.5A
則串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
則電路中的最大電流應(yīng)為I_最大=0.5A，
即：I_最大=$\frac{U}{{R}_{{L}_{\;}}}$=0.5A
則滑動(dòng)變阻器連入電路的最小值R_最小=$\frac{18-6}{0.5}$=24Ω，
電路中電功率最大：P_最大=UI_最大=18V×0.5A=9W，故C錯(cuò)誤；
B、D、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，
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
得：U_L′=U-U_R=18V-15V=3V，
此時(shí)電路中最小的電流為：
I′=$\frac{{U}_{L}^{′}}{{R}_{L}}=\frac{3}{12}$=0.25A，
滑動(dòng)變阻器連入的最大電阻為：
R_最大=$\frac{{U}_{R}}{I′}=\frac{15}{0.25}$=60Ω，
所以滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍為24Ω～60Ω；
此時(shí)小燈泡的電功率最小為：
P_小=U_LI′=3V×0.25A=0.75W，故B正確，D錯(cuò)誤．
故選：AB

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：一是根據(jù)燈的銘牌求出允許通過(guò)的最大電流、確定滑動(dòng)變阻器連入的最小阻值；二是根據(jù)電壓表的量程求出滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓、確定滑動(dòng)變阻器連入的最大阻值．