Question

2．如圖電路，燈泡標(biāo)有“12V  6W”，滑動(dòng)變阻器R₁標(biāo)有“100Ω  1A”，電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0.6A，只閉合開(kāi)關(guān)S₁，S₂，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值為16Ω時(shí)，燈正常發(fā)光；只閉合S₁，S₃，A示數(shù)為0.2A，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電源電壓為20V
• B． 只閉合S₁，S₂時(shí)，為了保護(hù)元件的安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是16Ω～100Ω
• C． 只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡的最小功率為0.375W
• D． R₂的阻值為16Ω

Answer 1

分析 燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)應(yīng)用歐姆定律求出電源電壓；
由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值與最小阻值，然后確定滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍；
當(dāng)電路電流最小時(shí)，燈泡功率最小，由電功率公式求出燈泡最小功率；
由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電阻R₂的阻．

解答 解：A、由圖示電路圖可知，只閉合開(kāi)關(guān)S₁，S₂時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電源兩端，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值為16Ω時(shí)，燈正常發(fā)光，則電路電流等于燈泡額定電流I=I_L=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，電源電壓：U=U_L+IR₁=12V+0.5A×16Ω=20V，故A正確；
B、燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，由電路圖可知，只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，
此時(shí)燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，為16Ω，電壓表示數(shù)等于其量程15V時(shí)滑動(dòng)變阻器電路的阻值最大，
此時(shí)電路電流最小，I_最小=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{U-{U}_{滑最大}}{{R}_{L}}$=$\frac{20V-15V}{24Ω}$=$\frac{5}{24}$A，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{15V}{\frac{5}{24}A}$=72Ω，
只閉合S₁，S₂時(shí)，為了保護(hù)元件的安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是16Ω～72Ω，故B錯(cuò)誤；
C、只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡的最小功率P_L最小=I_最小²R_L=（$\frac{5}{24}$A）²×24Ω≈1.04W，故C錯(cuò)誤；
D、由電路圖可知，只閉合S₁，S₃時(shí)，燈泡與電阻R₂串聯(lián)，此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A，
電路總電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{20V}{0.2A}$=100Ω，電阻R₂的阻值：R₂=R-R_L=100Ω-24Ω=76Ω，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，以及歐姆定律的計(jì)算與應(yīng)用；關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉和斷開(kāi)時(shí)電路串并聯(lián)的辨別；難點(diǎn)是為保證各電路元件安全使用時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小的判斷．