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14.如圖,電源電壓恒為7V,電壓表量程為O~3V,電流表量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 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,下列說法不正確的是( �。�
A.電壓表表示數(shù)變化范圍1V~3V
B.電源消耗的最大功率為3.5W
C.滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍2Ω~30Ω
D.電流表示數(shù)變化范圍0.33A~0.5A

分析 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)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;
(2)電壓表示數(shù)不超過所選量程,燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓,即電壓表示數(shù)不得低于1V;
(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;
因?yàn)殡妷罕砹砍虨?~3V,則滑動(dòng)變阻器兩端電壓不允許超過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,則即可求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值;
(4)根據(jù)P=UI求出該電路的最大功率.

解答 解: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;
根據(jù)P=UI得:IL=PU=3W6V=0.5A,
由歐姆定律得:燈泡的電阻:RL=UIL=6V0.5A=12Ω;
由于滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”,電流表測(cè)量燈泡的電流,燈泡兩端電壓不允許超過額定值,也就是電路中的電流最大為燈泡的額定電流,即電路中的最大電流Imax=IL=0.5A;
由于滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),燈泡正常工作時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端電壓的最小電壓為URmin=U-Umax=7V-6V=1V,
由歐姆定律得:滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值Rmin=URminIL=1V0.5A=2Ω;
由于電壓表量程為0~3V,所以電壓表表示數(shù)變化范圍1V~3V,故A正確;
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知:
燈泡兩端的最小電壓ULmin=U-URmax=7V-3V=4V,
所以電路中的電流為Imin=ULminRL=\frac{4V}{12Ω}=\frac{1}{3}A,
則電流表示數(shù)變化范圍0.33A~0.5A,故D正確;
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大電阻Rmax=\frac{{U}_{Rmax}}{{I}_{min}}=\frac{3V}{\frac{1}{3}A}=9Ω;
所以滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是2~9Ω,故C錯(cuò)誤;
由于滑動(dòng)變阻器的功率:P=(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=\frac{7}{24}A時(shí)功率最大,
因?yàn)橛缮戏治隹芍弘娏鞯淖兓秶牵?\frac{1}{3}$A~0.5A,
則根據(jù)P=UI可知電源消耗的最大功率為Pmax=UImax=7V×0.5A=3.5W,故B正確.
故選C.

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)燈泡的額定電壓、額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流以及電壓表的最大示數(shù),對(duì)于選擇題并不一定完全解答選項(xiàng),只要有不正確的地方,本選項(xiàng)即為不正確.

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