Question

19．如圖所示的電路，電源電壓U=12V不變，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣（不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化），滑動(dòng)變阻器R₀標(biāo)有“50Ω、1A”字樣，電流表量程為0.6A，電壓表量程為15V．為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，要求電表所測(cè)值不小于其量程的$\frac{1}{3}$．要使測(cè)量準(zhǔn)確并確保電路安全，下列判斷正確的是（　�。�

• A． 正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻是24Ω
• B． 燈泡L消耗的最小功率是0.48W
• C． 電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A
• D． 滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是12Ω～50Ω

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻；
（2）為了保證電路安全，由P=UI計(jì)算燈泡正常發(fā)光電路，即電流中最大電流；由題要求電表所測(cè)值不小于其量程的$\frac{1}{3}$，可得電路中的最小電流．
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可計(jì)算滑動(dòng)變阻器的取值范圍；
根據(jù)P=I²R可計(jì)算燈泡的最小功率．

解答 解：
A、由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，故A錯(cuò)誤；
BCD、由圖R₀與L串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，電壓表測(cè)R₀兩端電壓．
根據(jù)P=UI可得，燈的額定電流：I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
為了燈泡安全，所以電路中電流最大I_最大=0.5A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_額=12V-6V=6V，電壓表示數(shù)超過其量程$\frac{1}{3}$，符合題意，
電流最大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入阻值最小，R_0最小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
電路中的最小電流：I_最小=$\frac{1}{3}$×0.6A=0.2A；
此時(shí)電路中的總電阻最大：R_總最大=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω，
此時(shí)則滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R_0最大=60Ω-12Ω=48Ω，
電壓表示數(shù)為U_V′=I_最小R_0最大=0.2A×48Ω=9.6V＞$\frac{1}{3}$×15V，符合題意．
綜上所述電路中電流變化的范圍是0.2A～0.5A，故C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是12Ω～48Ω，故C錯(cuò)誤；
由P=I²R，燈泡的最小功率：P_最小=（I_最小）²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W，故B正確．
故選B．

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)燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大和最小電流．