Question

7．如圖所示，電源電壓恒定，燈絲電阻不變，閉合開關(guān)，變阻器的滑片在移動過程中，要求各表示數(shù)均不超過所選量程，燈泡電壓不超過額定值．下列說法正確的是（　　）

• A． 滑片向右滑動時，電壓表和電流表示數(shù)均變小
• B． 電路的總功率最大值為10.8W
• C． 小燈泡功率最小值為0.75W
• D． 變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24～100Ω

Answer 1

分析 1、由電路可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器電壓，電流表測電路電流，當滑片向右滑動時，其接入電路中的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路的特點進行分析；
2、根據(jù)P=UI可知，在電壓不變時，電流越大，則電功率越大，據(jù)此計算；
3、當滑動變阻器全部接入電路時，通過燈泡的電流最小，燈泡兩端的電壓最小，根據(jù)P=UI，此時其電功率最小，據(jù)此計算；
4、根據(jù)小燈泡的額定電流、電流表的量程和電壓表的量程進行判斷，再根據(jù)串聯(lián)電路的特點進行計算．

解答 解：A、由圖可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器電壓，電流表測電路電流，當滑片向右滑動時，其接入電路中的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，變阻器分得的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，由于電路中的總電阻變大，根據(jù)I=$\frac{U}{{R}_{串}}$可知，電流即電流表示數(shù)變小，故A不正確；
B、由題可知，小燈泡的額定電流：I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，即電路中的最大電流為I_大=0.5A，可得電路最大功率：P_大=U_總I_大=18V×0.5A=9W≠10.8W，故B不正確；
C、由圖可知，滑動變阻器接入電路的電阻越大時，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0-15V量程，因此可得當電壓表示數(shù)為15V時，滑動變阻器接入電路中電阻最大，此時電路中電流最小，
小燈泡兩端電壓：U_小=U_總-U_大=18V-15V=3V；
小燈泡的電功率：P_小=$\frac{{U}_{小}^{2}}{{R}_{燈}}$=$\frac{{U}_{小}^{2}}{\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}}$=$\frac{（3V）^{2}}{\frac{（6V）^{2}}{3W}}$=0.75W；故C正確；
D、由題可知，小燈泡的電阻：R_燈=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
由小燈泡的額定電流可知電路中的最大電流為0.5A，此時變阻器接入的電阻最�。篟_小=R_總-R_燈=$\frac{{U}_{總}}{{I}_{大}}$-R_燈=$\frac{18V}{0.5A}$-12Ω=36Ω-12Ω=24Ω，
由圖可知，滑動變阻器接入電路的電阻越大時，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0-15V量程，因此當電壓表示數(shù)U_大=15V時，變阻器接入電路的電阻最大，
小燈泡兩端電壓：U_小=U_總-U_大=18V-15V=3V；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點：$\frac{{U}_{小}}{{U}_{大}}$=$\frac{{R}_{燈}}{{R}_{滑}}$，代入可得：$\frac{3V}{15V}$=$\frac{12Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=60Ω
即變阻器阻值變化范圍為24Ω～60Ω，故D不正確．
故選C．

點評 本題考查的知識點較大，包括串聯(lián)電路的特點、歐姆定律的應用及電路分析等等，綜合性強，難度較大．