Question

16．用如圖所示的電路測(cè)小燈泡的功率，電路中電源電壓為6V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω lA”，燈泡標(biāo)有“4V  2W”字樣．若閉合開(kāi)關(guān)，兩電表的示數(shù)均不超過(guò)所選量程，燈泡兩端的電壓不允許超過(guò)額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說(shuō)法中正確的是 （　�。�

• A． 滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是0～30Ω
• B． 電流表示數(shù)的變化范圍是0～1A
• C． 燈泡的最小功率是2W
• D． 該電路的最大功率是2.25W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)變阻器連入電路的電阻為0時(shí)，燈泡的電壓等于電源電壓6V，據(jù)此判斷；
（2）開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電流最小，但不為0；
（3）當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時(shí)，總電阻最大，電路中的電流最小，由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據(jù)P=I²R求燈泡的最小功率；
（4）求出燈的電阻，結(jié)合電表的量程和燈泡的額定電流確定電路中的最大電流，根據(jù)P=UI求電路的最大功率．

解答 解：
由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
A、當(dāng)變阻器連入電路的電阻為0時(shí)，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)燈泡的電壓等于電源電壓6V，而燈泡的額定電壓只有4V，所以燈泡會(huì)損壞，故A錯(cuò)誤；
B、閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流最小，但不為0，故B錯(cuò)誤；
C、由P=UI可得，燈泡的額定電流：I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{2W}{4V}$=0.5A，
燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω；
當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時(shí)，總電阻最大，電路中的電流最小，
則最小電流：I_小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑大}}$=$\frac{6V}{8Ω+30Ω}$=$\frac{3}{19}$A，
燈泡的最小功率：P _L小=I_小²R_L=（$\frac{3}{19}$A）²×8Ω≈0.2W，故C錯(cuò)誤；
D、因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電壓表量程為0～3V，
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V，電路中的電流：I′=$\frac{{U}_{L大}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{8Ω}$=$\frac{3}{8}$A＜0.5A，
所以，為了保證所有元件的安全，電路中的最大電流為I_大=I′=$\frac{3}{8}$A，
則該電路的最大功率：P_總大=UI_大=6V×$\frac{3}{8}$A=2.25W，故D正確．
故選D．

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)燈泡的額定電壓和兩個(gè)電表的量程確定電路中的最大電流；在判斷選項(xiàng)的正誤時(shí)，只要有一項(xiàng)不符合題意即為錯(cuò)誤．