Question

【題目】把標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡與最大阻值為100Ω的滑動變阻器連接在電源兩端電壓恒為18V的電路中，電路的連接如圖所示，電壓表使用的量程為0～15V，電流表使用的量程為0～0.6A．要求閉合開關(guān)后兩電表的示數(shù)均不超過所選量程，且燈泡兩端電壓不允許超過額定值（設(shè)燈絲電阻不變）．下列說法正確的是（ ）
A.在滑動變阻器滑片向左移動的過程中，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大
B.滑動變阻器接入電路的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是18Ω～60Ω
C.小燈泡的電功率最小值為0.75W
D.電路總功率的最大值為10.8W

Answer 1

【答案】C
【解析】解：分析實(shí)物圖可知：燈泡與滑動變阻器是串聯(lián)；在滑動變阻器滑片向左移動的過程中，滑動變阻器連入的電阻變小，電路中的電流變大，則電流表示數(shù)變大；燈泡兩端的電壓變大，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知電壓表示數(shù)變小，故A錯(cuò)誤；（1）由P= 可得，燈泡的電阻： RL= = =12Ω；
燈正常發(fā)光時(shí)的電流：
I= = =0.5A，
由于電流表使用的量程為0～0.6A，則電路中的最大電流應(yīng)為0.5A；
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
U最小=U﹣U額=18V﹣6V=12V，
由I= 得滑動變阻器連入電路的最小電阻：
R最小= = =24Ω，
此時(shí)電路中電功率最大：P最大=UI=18V×0.5A=9W，故D錯(cuò)誤；（2）由于電壓表使用的量程為0～15V，為保護(hù)電壓表，滑動變阻器兩端的最大電壓為15V，此時(shí)滑動變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
UL最小=U﹣U最大=18V﹣15V=3V，
此時(shí)電路中最小的電流為：
I最小= = =0.25A，
滑動變阻器連入的最大電阻為：
R最大= = =60Ω；
此時(shí)小燈泡的電功率最小為：
P小=ULI′=3V×0.25A=0.75W，故C正確；
由此可知：滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍為24Ω～60Ω，故B錯(cuò)誤．
故選C．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．