Question

10．如圖所示，電源電壓6V不變，小燈泡標(biāo)有“6V  3W”，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω  1A”，電流表所接量程為“0-0.6A”，電壓表所接量程為“0-3V”，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響．閉合開(kāi)關(guān)，為保證電路安全，下列正確的是（　�。�

• A． 電路中允許通過(guò)的最大電流為1A
• B． 滑動(dòng)變阻器可以接入電路的阻值為0～12Ω
• C． 小燈泡的最小功率為0.75W
• D． 電路的最大功率為3W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流相比較確定電路中的最大電流，此時(shí)燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，也是電源的電壓，據(jù)此可知滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值和電路的最大總功率；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡的電功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的范圍，利用P=UI求出小燈泡的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈L的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流為I_大=0.5A，故A錯(cuò)誤；
此時(shí)燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，也是電源的電壓，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為0Ω，電路的最大總功率P_大=P_L=3W，故D正確；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_R=3V時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡的電功率最小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L小=U-U_R=6V-3V=3V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I_小=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器R允許接入電路中的阻值范圍是0～12Ω，故B正確；
小燈泡的最小功率：
P_L小=U_L小I_小=3V×0.25A=0.75W，故C正確．
故選BCD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，正確的判斷電路中的最大電流是關(guān)鍵，要注意滑動(dòng)變阻器接入電路中最大阻值的確定．