Question

【题目】如图所示，电源电压恒为7V，电压表量程为0﹣3V，电流表量程为0﹣0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，不考虑灯丝电阻变化，下列说法正确的是（ ）
A.电压表表示数变化范围2V﹣3V
B.电流表示数变化范围0.2A﹣0.5A
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围2Ω﹣9Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.5W

Answer 1

【答案】C
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）因为灯泡的额定电压为6V，电源电压为7V，所以电压表的最小示数为7V﹣6V=1V，因此电压表的示数变化范围为1V～3V，故A错误；（2）根据P=UI可得，灯的额定电流IL额= = =0.5A， 由于电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为0.5A；
灯泡的电阻：RL= = =12Ω；
当电压表示数为3V时，根据串联电路的电压特点可知：灯泡两端的电压UL最小=U﹣UR最大=7V﹣3V=4V，
则电路中的电流：I最小= = = A，
所以电流表的示数变化范围为 A～0.5A，故B错误；（3）由欧姆定律得：滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R最小= = =2Ω；
滑动变阻器接入电路中的最大电阻R最大= = =9Ω＜20Ω；
已知滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2Ω～9Ω，故C正确；（4）滑动变阻器的功率：P滑=（U﹣RLI）I=UI﹣RLI2=7V×I﹣12Ω×I2 ，
功率是关于电流的二次函数，功率有最大值，并且在I= A时功率最大，
因为由上分析可知：电流的变化范围是： A～0.5A，
则当I= A，P滑最大，则最大值为P滑=7V× A﹣12Ω×（ A）2=1W，故D错误．
故选C．
从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量灯泡电流；（1）因为电压表量程为0～3V，电压表示数不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，即电压表示数不能低于1V；（2）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流，利用串联电路电压特点确定电压表的最小示数，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流；由于滑动变阻器两端电压不允许超过3V，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出最小电流；（3）确定电路中的最大电流后，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
则根据最小电流；利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值；（4）根据P=I2R表示出滑动变阻器的功率，然后根据二次函数求出滑动变阻器的最大功率．