Question

13．如圖所示電路，已知電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～3V，電源電壓9V保持不變后，滑動變阻器標有“20Ω  1A”，燈泡標有8V、6.4W，開關閉合后，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電流表能達到的最大示數為3A
• B． 滑動變阻器消耗的最小功率為0W
• C． 電路的最小總功率為5.4W
• D． 燈泡消耗的最小功率為0.9W

Answer 1

分析 由電路圖可知，L與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據P=UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的最小電壓，然后根據電功率公式判斷變阻器消耗的最小功率是否為0W；
（2）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，當電壓表的示數U_Rmax=3V時，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小，燈泡消耗的電功率最小，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI求出電路的最小總功率，根據P=I²R求出燈泡消耗的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，L與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6.4W}{8V}$=0.6A，
因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為3A，變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電流表能達到的最大示數為0.8A，故A錯誤；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓：
U_Rmin=U-U_L=9V-8V=1V，
此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，但不為0Ω，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，滑動變阻器消耗的最小功率不為0W，故B錯誤；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω，
當電壓表的示數U_Rmax=3V時，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小，燈泡消耗的電功率最小，
此時燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_Rmax=9V-3V=6V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，
電路的最小總功率：
P_min=UI=9V×0.6A=5.4W，故C正確；
燈泡消耗的最小功率：
P_L′=I²R_L=（0.6A）²×10Ω=3.6W，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，會確定電路中的最大電流和最小電流是關鍵．