Question

12．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(biāo)有“6V 0.5A”的字樣，滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)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(guān)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，則電路中（　�。�

• A． 允許通過的最大電流是0.6A
• B． 允許電壓表示數(shù)的最小值為1V
• C． 允許滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為10Ω
• D． 允許滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為3Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）比較燈泡的額定電流和電流表的量程以及滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流，然后確定電路中的最大電流，利用歐姆定律求出電路中的總電阻和燈泡的電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)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(diǎn)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(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
（1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為0.5A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電路I_大=0.5A，故A錯(cuò)誤；
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻和燈泡的電阻分別為：
R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{7.5V}{0.5A}$=15Ω，R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_小=R_總-R_L=15Ω-12Ω=3Ω，故D正確；
電壓表的最小示數(shù)：
U_R小=I_大R_小=0.5A×3Ω=1.5V，故B錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，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=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{4.5V}{12Ω}$=0.375A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.375A}$=8Ω，故C錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是電路中最大電流的確定和滑動(dòng)變阻器接入電路中最大值、最小值的判斷．