Question

（2009?海淀區(qū)二模）如圖所示電路，電源兩端的電壓為7.5V，且保持不變．小燈泡L上標有“6V 3W”的字樣，滑動變阻器的銘牌上標有“10Ω 1A”的字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．不考慮燈絲電阻隨溫度的變化．閉合開關S后，要求燈L兩端的電壓不超過額定電壓，且兩電表的示數(shù)均不超過各自的量程，則（　　）

A．電路中允許通過的最大電流是0.6 A

B．小燈泡電功率的最大變化量是2.4 W

C．電壓表的示數(shù)變化范圍是0～3 V

D．滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是3～8Ω

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出通過的電流，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，結合電流表的量程確定電路中的最大電流；
（2）電路中的電流最大時接入電路中的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出接入電路中的電阻；當電壓表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流和滑動變阻器接入電路中的最大阻值，利用P=I²R求出燈泡的最小功率，進一步求出小燈泡電功率的最大變化量，求出電壓表的示數(shù)變化范圍，滑動變阻器接入電路中電阻的阻值范圍．

解答：解：（1）根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：
∴I_額=

P額

U額

=

3W

6V

=0.5A，
燈泡的電阻：
R_L=

U額

I額

=

6V

0.5A

=12Ω；
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
∴電路中的最大電路I_max=0.5A，故A不正確；
（2）燈泡正常發(fā)光時，兩端的電壓為6W，功率為3W，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的最小電壓：
U_滑min=U-U_額=7.5V-6V=1.5V，
∴滑動變阻器接入電路中的最小電阻值：
R_滑min=

U滑min

Imax

=

1.5V

0.5A

=3Ω；
當電壓表的示數(shù)為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
燈泡兩端的電壓：
U_L=U-U_滑max=7.5V-3V=4.5V，
電路中的電流：
I_min=

UL

RL

=

4.5V

12Ω

=0.375A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑max=

U滑max

Imin

=

3V

0.375A

=8Ω，
燈泡的最小電功率：
P_L=（I_min）²×12Ω=1.6875W，
∴小燈泡電功率的最大變化量：
△P_L=P_額-P_L=3W-1.6875W=1.3125W，故B不正確；
電壓表的示數(shù)變化范圍1.5V～3V，故C不正確；
滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是3～8Ω，故D正確．
故選D．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，關鍵是電路中最大電流的確定和滑動變阻器接入電路中最大值、最小值的判斷，同時要注意額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等．