Question

【題目】如圖所示，電源電壓為4.5V，小燈泡規(guī)格為“3V 0.6W”（燈絲電阻不變），電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 2A”。保證電路元件安全，下列分析正確的是

A. 電流變化范圍是0﹣0.2A

B. 滑動(dòng)變阻器變化范圍是7.5Ω﹣30Ω

C. 小燈泡功率變化范圍是0.2W﹣0.6W

D. 電路的最小總功率是0.225W

Answer 1

【答案】B

【解析】

由電路圖可知，燈泡L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。

（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)電壓表的示數(shù)，然后與電壓表的量程相比較確定燈泡可以正常發(fā)光，根據(jù)P＝UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程和變阻器允許通過(guò)的最大電流相比較確定電路中的最大電流，此時(shí)燈泡的功率最大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；

（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡和電路的總功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后確定電流表的量程；根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值，然后確定滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍；根據(jù)P＝UI求出小燈泡的最小功率和電路的最小總功率，然后確定燈泡的功率變化范圍.

由電路圖可知，燈泡L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。

（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3V，功率為0.6W，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U滑=U-UL=4.5V-3V=1.5V＜3V，

則燈泡兩端的電壓可以達(dá)到3V，

由P=UI知道，燈泡的額定電流：IL，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A，

所以，電路中的最大電流I大=0.2A，此時(shí)燈泡的最大功率為0.6W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，

由I=可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：R滑小；

（2）燈泡的電阻：RL=，

當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡和電路的總功率最小，

此時(shí)燈泡兩端的電壓：UL′=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V，

電路中的最小電流：I小，

則電路中電流變化的范圍是0.1A～0.2A，故A錯(cuò)誤；

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：R滑大 ，

則滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是7.5Ω～30Ω，故B正確；

小燈泡的最小功率：PL′=I小2RL=（0.1A）2×15Ω=0.15W，

則燈泡的功率變化范圍是0.15W～0.6W，故C錯(cuò)誤；

電路的最小總功率：P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W，故D錯(cuò)誤，

故選B。