Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”燈泡標有“3V 1.8W”字樣．閉合開關，在電路安全的情況下（不考慮燈絲電阻的變化），則下列說法中正確的是（　　）

A.滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是0～20Ω
B.電流表示數的變化范圍是0.1～0.6A
C.電壓表示數的變化范圍是1.5V～3V
D.燈泡的最小功率是0.2W

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
根據P=UI可得，燈的額定電流：
IL額= = =0.6A，由I= 得：燈泡的電阻RL= = =5Ω，
由于電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，則燈泡兩端的最大電壓為3V，則通過燈泡的最大電流I最大=IL額=0.6A；
由I= 得：電路中的最小總電阻R最小= = ≈8.3Ω，
由串聯電路中總電阻等于各分電阻之和可知：
滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑最小=R最小﹣RL=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω，
因為滑動變阻器的規格為“20Ω lA”，所以滑動變阻器的電阻允許調節的范圍是3.3Ω～20Ω，故A錯誤；
電路中的最大總電阻R最大=RL+R=20Ω+5Ω=25Ω；
則電路中的最小電流：I最小= = =0.2A，
所以電流表示數的變化范圍是0.2～0.6A，故B錯誤；
燈泡兩端的最小電壓為UL最小=I最小RL=0.2A×5Ω=1V；
所以電壓表示數的變化范圍是1V～3V，故C錯誤；
此時燈泡的功率最小為：PL最小=I最小2RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W，故D正確．
故選D．
由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=UI求出燈泡的額定電流和電阻，然后結合電壓表的量程，電流表的量程確定電路中的最大電流，根據歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡的功率最小，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，利用U=IR求出燈泡兩端的最小電壓，利用P=I2R求出燈泡的最小功率．本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據燈泡的額定電壓和電流表的量程確定電路中的最大電流，對于選擇題并不一定完全解答選項．