Question

17．如圖電路，燈泡標(biāo)有“12V  6W”，滑動(dòng)變阻器R₁標(biāo)有“100Ω  1A”，電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0.6A，只閉合開(kāi)關(guān)S₁，S₂，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值為16Ω時(shí)，燈正常發(fā)光；只閉合S₁，S₃，A示數(shù)為0.2A，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說(shuō)法不正確的是（　　）

• A． 電源電壓為20V
• B． 只閉合S₁，S₂時(shí)，為了保護(hù)元件的安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是16Ω-72Ω
• C． 只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡的最小功率為0.375W
• D． R₂的阻值為76Ω

Answer 1

分析 1、燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)應(yīng)用歐姆定律求出電源電壓；
2、由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值與最小阻值，然后確定滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍；
3、當(dāng)電路電流最小時(shí)，燈泡功率最小，由電功率公式求出燈泡最小功率；
4、由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電阻R₂的阻值．

解答 解：
A、由電路圖可知，只閉合開(kāi)關(guān)S₁，S₂時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電源兩端，
滑動(dòng)變阻器連入電路阻值為16Ω時(shí)，燈正常發(fā)光，
則電路中的電流等于燈泡額定電流，即I=I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓：U=U_L+IR₁=12V+0.5A×16Ω=20V，故A正確；
B、燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，
由電路圖可知，只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
此時(shí)燈泡正常發(fā)光，電流最大為0.5A，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，為16Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，
此時(shí)電路電流最小，最小電流：I_最小=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{U-{U}_{滑最大}}{{R}_{L}}$=$\frac{20V-15V}{24Ω}$=$\frac{5}{24}$A；
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{15V}{\frac{5}{24}A}$=72Ω，
所以，只閉合S₁，S₂時(shí)，為了保護(hù)元件的安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是16Ω～72Ω，故B正確；
C、只閉合S₁，S₂時(shí)，燈泡的最小功率P_L最小=I_最小²R_L=（$\frac{5}{24}$A）²×24Ω≈1.04W，故C不正確；
D、由電路圖可知，只閉合S₁，S₃時(shí)，燈泡與電阻R₂串聯(lián)，此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A，
由歐姆定律可得，電路的總電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{20V}{0.2A}$=100Ω，
則電阻R₂的阻值：R₂=R-R_L=100Ω-24Ω=76Ω，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，以及歐姆定律的計(jì)算與應(yīng)用；關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉和斷開(kāi)時(shí)電路串并聯(lián)的辨別；難點(diǎn)是為保證各電路元件安全使用時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小的判斷．