Question

4．如圖所示，電源電壓恒為8V，電壓表量程為0-3V，電流表量程為0-0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣，閉合開關(guān)，若兩電表示數(shù)均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，不考慮燈絲電阻變化，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電壓表示數(shù)變化范圍1V-3V
• B． 電流表示數(shù)變化范圍0.3A-0.5A
• C． 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍4Ω-9Ω
• D． 電路的總功率變化范圍為3.3W-4W

Answer 1

分析 由題可知，變阻器與L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路電流，根據(jù)小燈泡的規(guī)格和當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻越大時(shí)，其兩端電壓即電壓表的示數(shù)越大來確定其示數(shù)變化范圍，并計(jì)算相應(yīng)電路中電流的最大值和最小值，結(jié)合歐姆定律計(jì)算變阻器接入電路的最大值和最小值，由P=UI計(jì)算電路的總功率變化范圍．

解答 解：由題可知，變阻器與L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，由燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣和電壓表采用0-3V量程可知，
電壓表的示數(shù)最大值：U_大=3V，電壓表示數(shù)最小值：U_小=U-U_額=8V-6V=2V，
即電壓表的示數(shù)變化范圍為2V-3V；
R_燈=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
當(dāng)電壓表示數(shù)U_大=3V時(shí)，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大，
燈泡兩端電壓U_燈=U-U_大=8V-3V=5V，
此時(shí)電路電流即通過燈泡的電流I=I_燈=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{5V}{12Ω}$=$\frac{5}{12}$A≈0.42A，
變阻器接入電路的電阻：R_大=$\frac{{U}_{大}}{I}$=$\frac{3V}{\frac{5}{12}A}$=7.2Ω，
電路消耗的最小功率：P_小=UI=8V×$\frac{5}{12}$A≈3.3W；
當(dāng)電壓表示數(shù)U_小=2V時(shí)，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最小，
燈泡兩端電壓U'_燈=U_額=6V，
此時(shí)電路電流即通過燈泡的電流I'=I'_燈=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
變阻器接入電路的電阻：R_小=$\frac{{U}_{小}}{I'}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
電路消耗的最大功率：P_大=UI'=8V×0.5A=4W．
由上可得：電壓表示數(shù)變化范圍為2V-3V，故A不正確；
電流表示數(shù)變化范圍0.42A-0.5A，故B不正確；
滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍7.2Ω-4Ω，故C不正確；
電路的總功率變化范圍為3.3W-4W，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是串聯(lián)電路的有關(guān)規(guī)律運(yùn)用，要根據(jù)電壓表和燈泡的規(guī)格確定電壓表的示數(shù)變化范圍，會(huì)用歐姆定律和P=UI解題，綜合性較強(qiáng)．