Question

【題目】把標有“6V 3W”的小燈泡與最大阻值為100Ω的滑動變阻器連接在電源兩端電壓恒為18V的電路中，電路的連接如圖所示，電壓表使用的量程為0～15V，電流表使用的量程為0～0.6A．要求閉合開關后兩電表的示數均不超過所選量程，且燈泡兩端電壓不允許超過額定值（設燈絲電阻不變）．下列說法正確的是（ ）
A.在滑動變阻器滑片向左移動的過程中，電流表示數變大，電壓表示數變大
B.滑動變阻器接入電路的電阻允許調節的范圍是18Ω～60Ω
C.小燈泡的電功率最小值為0.75W
D.電路總功率的最大值為10.8W

Answer 1

【答案】C
【解析】解：分析實物圖可知：燈泡與滑動變阻器是串聯；在滑動變阻器滑片向左移動的過程中，滑動變阻器連入的電阻變小，電路中的電流變大，則電流表示數變大；燈泡兩端的電壓變大，根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知電壓表示數變小，故A錯誤；（1）由P= 可得，燈泡的電阻： RL= = =12Ω；
燈正常發光時的電流：
I= = =0.5A，
由于電流表使用的量程為0～0.6A，則電路中的最大電流應為0.5A；
根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
U最小=U﹣U額=18V﹣6V=12V，
由I= 得滑動變阻器連入電路的最小電阻：
R最小= = =24Ω，
此時電路中電功率最大：P最大=UI=18V×0.5A=9W，故D錯誤；（2）由于電壓表使用的量程為0～15V，為保護電壓表，滑動變阻器兩端的最大電壓為15V，此時滑動變阻器連入的電阻最大，電路中的電流最小，
根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
UL最小=U﹣U最大=18V﹣15V=3V，
此時電路中最小的電流為：
I最小= = =0.25A，
滑動變阻器連入的最大電阻為：
R最大= = =60Ω；
此時小燈泡的電功率最小為：
P小=ULI′=3V×0.25A=0.75W，故C正確；
由此可知：滑動變阻器允許調節的范圍為24Ω～60Ω，故B錯誤．
故選C．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．