Question

13．小華用如圖所示的電路測小燈泡功率．電路中電源電壓恒為6V，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(guī)格為“20Ω  1A”，燈泡標有“2.5V  1.25W”字樣．若閉合開關(guān)，兩電表的示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（　　）

• A． 電壓表示數(shù)的變化范圍是1.0～2.5 V
• B． 滑動變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是5～20Ω
• C． 燈泡的最小功率是0.288W
• D． 該電路的功率變化范圍是1.08～3W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，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(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后結(jié)合電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)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(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，再根據(jù)P=UI求出該電路的最大功率；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI可得，燈的額定電流：
I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流為I_max=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑=R-R_L=12Ω-5Ω=7Ω，故B不正確；
該電路的最大功率：
P_max=UI_max=6V×0.5A=3W，
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡的功率最小，此時電路中的電流：
I_min=$\frac{U}{{R}_{L}{+R}_{滑max}}$=$\frac{6V}{5Ω+20Ω}$=0.24A，
則電流表示數(shù)的變化范圍是O.24A～0.5A，電壓表的最小示數(shù)為U_大=I_minR_L=0.24A×5Ω=1.2V；故A不正確；
電路的最小功率為P_小=UI_min=6V×0.24A=1.44W，故D錯誤．
燈泡的最小功率：
P_L=（I_min）²R_L=（0.24A）²×5Ω=0.288W，故C正確．
故選C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)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，只要有不正確的地方，本選項即為不正確．