Question

2．如圖所示，電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“35Ω  1.5A”，燈泡的額定電流為0.5A，電阻為5Ω（燈絲電阻不變）．閉合開關(guān)，要求兩電表的示數(shù)均不能超過(guò)所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定值，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 燈泡的最小功率是0.45 W
• B． 滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍是4Ω～35Ω
• C． 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表示數(shù)變大，燈泡變亮
• D． 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變

Answer 1

分析 （1）由電壓表的量程為0～3V，確定變阻器的最大電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求燈的最小電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求燈的最小功率；
（2）根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓最大時(shí)變阻器連入電路的電阻最大，據(jù)此求出變阻器的最大電阻；
根據(jù)燈的額定電流確定電路中的最大電流，由歐姆定律求電路的最小電阻，由串聯(lián)電阻的規(guī)律求變阻器連入電路中電阻最小，從而確定答案；
（3）分析電路的連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過(guò)程中，R的電阻變大，根據(jù)分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定燈的電壓變化，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷燈的亮度變化；
（4）根據(jù)歐姆定律可知電壓表與電流表示數(shù)的比的即為R連入電路中的電阻大小，所以根據(jù)R的阻值變化即可判斷．

解答 解：由圖可知：變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)量變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；
A、由于電壓表的量程為0～3V，故變阻器的最大電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈的電壓最小為4.5V-3V=1.5V，燈的功率最小，P_小=$\frac{{U}_{小}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（1.5V）^{2}}{5Ω}$=0.45W；故A正確；
B、變阻器的電壓最大時(shí)變阻器連入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等和歐姆定律可得：
I=$\frac{{U}_{R大}}{{R}_{大}}$=$\frac{{U}_{小}}{{R}_{L}}$，所以，R_大=$\frac{{U}_{R大}}{{U}_{小}}$R_L=$\frac{3V}{1.5V}$×5Ω=10Ω；
由于燈泡的額定電流為0.5A，則電路中的最大電流為0.5A，此時(shí)電路的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律可得：R_小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω；根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，所以變阻器連入電阻中的最小電阻為9Ω-5Ω=4Ω，滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍是4～10Ω；故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過(guò)程中，R的電阻變大，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓變小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈的實(shí)際功率變小，燈變暗，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)過(guò)程中，R的電阻變小，根據(jù)歐姆定律，電壓表與電流表示數(shù)的比即R連入電路中的電阻大小，所以電壓表與電流表示數(shù)的比值變小，故D錯(cuò)誤．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡正常工作電流和電流表的量程確定電路中的最大電流．