Question

19．如圖中電源電壓為18V且保持不變，電壓表的量程為0-15V，電流表的量程為0-0.6A，小燈泡上標(biāo)有“6V  0.5A”字樣，要求開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)均不超過(guò)所選量程，且燈泡兩端的電壓不允許超過(guò)其額定電壓（假設(shè)燈絲電阻不變）則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)均變大
• B． 滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24Ω-60Ω
• C． 當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表示數(shù)為12V
• D． 該電路允許通過(guò)的最大電流為0.6A

Answer 1

分析 由圖可知燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，接入電路的電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化；
B．根據(jù)燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，即允許最大電流，根據(jù)歐姆定律結(jié)合電阻的串聯(lián)規(guī)律求變阻器的最小電阻；
根據(jù)電壓表量程確定變阻器的最大電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律求出通過(guò)燈的最小電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律求出變阻器允許的最大電阻；
C．根據(jù)燈的電阻，由歐姆定律求出燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求變阻器的電壓；
D．根據(jù)B分析回答．

解答 解：A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路的電阻變小，由電阻的串聯(lián)規(guī)律，電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大；
根據(jù)分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器兩端分得的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變�。�此選項(xiàng)錯(cuò)誤；
B、燈上標(biāo)有“6V 0.5A”字樣，說(shuō)明燈的額定電壓為6V，額定電流為0.5A，燈正常發(fā)光時(shí)的電阻
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，燈正常發(fā)光時(shí)的電流為I_L=0.5A＜0.6A，因此電路中的最大電流I_最大=0.5A，此時(shí)串聯(lián)的總電阻最小，由歐姆定律和串聯(lián)電阻的規(guī)律，可得，I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}{+R}_{最小}}=\frac{18V}{12Ω{+R}_{最小}}$0.5A，解得R_最小=24Ω；
為保護(hù)電壓表，滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓為15V，根據(jù)分壓原理，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以U=U_L′+U_R，則此時(shí)燈的電壓U_L′=U-U_R=18V-15V=3V，
此時(shí)電路中最小的電流為I′=$\frac{U′}{{R}_{L}}=\frac{3V}{12Ω}$=0.25A，則滑動(dòng)變阻器連入的最大電阻為R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I′}=\frac{15V}{0.25A}$=60Ω．所以滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24Ω-60Ω．此選項(xiàng)正確；
C、因燈泡的電阻12Ω，當(dāng)電路中電流為0.4A時(shí)，燈泡兩端電壓U₁=I₁R_L=0.4A×12Ω=4.8V，因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓U₂=18V-4.8V=13.2V．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；
D、由B知，電路允許通過(guò)的最大電流為0.5A，此選項(xiàng)錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：一是根據(jù)燈的銘牌求出允許通過(guò)的最大電流，確定滑動(dòng)變阻器連入的最小阻值；二是根據(jù)電壓表的量程求出滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓，確定滑動(dòng)變阻器連入的最大阻值．