Question

【題目】如圖所示，電源電壓為4.5V，小燈泡規(guī)格為“3V 0.6W”（燈絲電阻不變），電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 2A”。保證電路元件安全，下列分析正確的是

A. 電流變化范圍是0﹣0.2A

B. 滑動變阻器變化范圍是7.5Ω﹣30Ω

C. 小燈泡功率變化范圍是0.2W﹣0.6W

D. 電路的最小總功率是0.225W

Answer 1

【答案】B

【解析】

由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。

（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出此時電壓表的示數(shù)，然后與電壓表的量程相比較確定燈泡可以正常發(fā)光，根據(jù)P＝UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程和變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，此時燈泡的功率最大，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；

（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當電壓表的示數(shù)為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡和電路的總功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出此時燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后確定電流表的量程；根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值，然后確定滑動變阻器阻值變化的范圍；根據(jù)P＝UI求出小燈泡的最小功率和電路的最小總功率，然后確定燈泡的功率變化范圍.

由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。

（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為3V，功率為0.6W，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U-UL=4.5V-3V=1.5V＜3V，

則燈泡兩端的電壓可以達到3V，

由P=UI知道，燈泡的額定電流：IL，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為2A，

所以，電路中的最大電流I大=0.2A，此時燈泡的最大功率為0.6W，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，

由I=可得，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑小；

（2）燈泡的電阻：RL=，

當電壓表的示數(shù)最大為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡和電路的總功率最小，

此時燈泡兩端的電壓：UL′=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V，

電路中的最小電流：I小，

則電路中電流變化的范圍是0.1A～0.2A，故A錯誤；

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑大 ，

則滑動變阻器阻值變化的范圍是7.5Ω～30Ω，故B正確；

小燈泡的最小功率：PL′=I小2RL=（0.1A）2×15Ω=0.15W，

則燈泡的功率變化范圍是0.15W～0.6W，故C錯誤；

電路的最小總功率：P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W，故D錯誤，

故選B。