Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為 20V，電壓表量程是“0～15V”，電流表量程是“0～0.6A”，滑動(dòng)變阻器 R 的規(guī)格是“100Ω 1A”，燈泡標(biāo)有“12V 6W”字樣．閉合開關(guān) S，若兩表示數(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)變化范圍是 3V～15V
B.電流表示數(shù)變化范圍是 0.1A～0.5A
C.電路中的最大功率是 20W
D.滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是 16Ω～72Ω

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中電流，（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為12V，功率為6W，串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：I=IL= = =0.5A， 因滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，為了保證各元件的安全，電路中的最大電流Imax=0.5A，
因串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，所以此時(shí)電壓表的最小示數(shù)為：
U滑=U﹣UL=20V﹣12V=8V；
電路的最大電功率：
Pmax=UImax=20V×0.5A=10W，故C錯(cuò)誤；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，由I= 可知最小值為：
R滑min= = =16Ω；（2）電壓表量程是“0～15V”，則電壓表的示數(shù)最大為15V，所以電壓表示數(shù)變化范圍是 8V～15V；故A錯(cuò)誤；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知，燈泡兩端的最小電壓：
UL′=U﹣U滑max=20V﹣15V=5V，
已知燈泡的額定電壓和額定電流，則燈泡的電阻：RL= = =24Ω，
所以電路中的最小電流：
Imin= = = A≈0.21A，
所以，電路中電流變化的范圍是0.21A～0.5A，故B錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R滑max= = =72Ω，
所以滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是16Ω～72Ω，故D正確．
故選D．
【考點(diǎn)精析】利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知?dú)W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�。�（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．