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(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω  1A”，燈泡標(biāo)有8V、6.4W，開(kāi)關(guān)閉合后，在保證電路安全的情況下，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電流表能達(dá)到的最大示數(shù)為3A
• B． 滑動(dòng)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(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓，然后根據(jù)電功率公式判斷變阻器消耗的最小功率是否為0W；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)U_Rmax=3V時(shí)，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(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)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(jù)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(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)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(lián)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(guò)的最大電流為1A，
所以，電流表能達(dá)到的最大示數(shù)為0.8A，故A錯(cuò)誤；
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(shí)，變阻器兩端的電壓：
U_Rmin=U-U_L=9V-8V=1V，
此時(shí)滑動(dòng)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(dòng)變阻器消耗的最小功率不為0W，故B錯(cuò)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(dāng)電壓表的示數(shù)U_Rmax=3V時(shí)，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(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_Rmax=9V-3V=6V，
因串聯(lián)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(cuò)誤．
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、電功率公式的靈活應(yīng)用，會(huì)確定電路中的最大電流和最小電流是關(guān)鍵．