Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為7V，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(kāi)關(guān)，若兩電表示數(shù)均不超過(guò)量程，燈泡兩端的電壓不超過(guò)額定電壓，不考慮燈絲電阻變化，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.電壓表表示數(shù)變化范圍2V﹣3V
B.電流表示數(shù)變化范圍0.2A﹣0.5A
C.滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍2Ω﹣9Ω
D.滑動(dòng)變阻器的最大功率為0.5W

Answer 1

【答案】C
【解析】解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．（1）因?yàn)闊襞莸念~定電壓為6V，電源電壓為7V，所以電壓表的最小示數(shù)為7V﹣6V=1V，因此電壓表的示數(shù)變化范圍為1V～3V，故A錯(cuò)誤；（2）根據(jù)P=UI可得，燈的額定電流IL額= = =0.5A， 由于電流表的量程為0～0.6A，所以電路中的最大電流為0.5A；
燈泡的電阻：RL= = =12Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：燈泡兩端的電壓UL最小=U﹣UR最大=7V﹣3V=4V，
則電路中的電流：I最小= = = A，
所以電流表的示數(shù)變化范圍為 A～0.5A，故B錯(cuò)誤；（3）由歐姆定律得：滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：R最小= = =2Ω；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大電阻R最大= = =9Ω＜20Ω；
已知滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，所以滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是2Ω～9Ω，故C正確；（4）滑動(dòng)變阻器的功率：P滑=（U﹣RLI）I=UI﹣RLI2=7V×I﹣12Ω×I2 ，
功率是關(guān)于電流的二次函數(shù)，功率有最大值，并且在I= A時(shí)功率最大，
因?yàn)橛缮戏治隹芍�：電流的變化范圍是�? A～0.5A，
則當(dāng)I= A，P滑最大，則最大值為P滑=7V× A﹣12Ω×（ A）2=1W，故D錯(cuò)誤．
故選C．
從圖中可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)量燈泡電流；（1）因?yàn)殡妷罕砹砍虨?～3V，電壓表示數(shù)不超過(guò)所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定電壓，即電壓表示數(shù)不能低于1V；（2）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，利用串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)確定電壓表的最小示數(shù)，然后結(jié)合電流表的量程確定電路中的最大電流；由于滑動(dòng)變阻器兩端電壓不允許超過(guò)3V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出最小電流；（3）確定電路中的最大電流后，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；
則根據(jù)最小電流；利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值；（4）根據(jù)P=I2R表示出滑動(dòng)變阻器的功率，然后根據(jù)二次函數(shù)求出滑動(dòng)變阻器的最大功率．