Question

【题目】电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 1.5W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断不正确的是

A. 滑动变阻器入电路的阻值变化的范围是3Ω～12Ω

B. 电路中电流变化的范围是0.25A～0.5A

C. 灯泡的功率允许的变化范围是0.375W～1.5W

D. 电路消耗总功率允许的变化范围为1.35W～2.25W

Answer 1

【答案】D

【解析】

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压．灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个，根据P=UI求出电路中的最大电功率，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，电路消耗总功率最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，利用欧姆定律求出灯泡的电阻，利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，进一步求出电路中电流变化的范围，根据P=UI求出灯泡的最小功率，最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围．

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。

(1)灯泡正常发光时的电压为3V，功率为1.5W，因串联电路总电压等于各分电压之和，

所以,此时电压表的示数U滑=UUL=4.5V3V=1.5V，因1.5V<3V，没有超出电压表的量程，

所以，灯泡两端的电压可以达到3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：I=IL===0.5A，因滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以,电路中的最大电流Imax=0.5A，电路的最大电功率：Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，当电压表示数为3V时，灯泡的电压为=U3V=4.5V3V=1.5V, 灯泡的电阻为RL===6Ω;由I=得电路中的最小电流：Imin== =0.25A 电路的最小电功率：Pmin=UImin=4.5V×0.25A=1.125W，则电路消耗总功率允许的变化范围为1.125W～2.25W。

(2)当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡的电阻：RL===6Ω，灯泡的最小功率：P′L=U′LImin=1.5V×0.25A=0.375W，则灯泡的功率允许的变化范围是0.375W～1.5W；则电路中电流变化的范围是0.25A0.5A；滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min===3Ω，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑max===12Ω，则滑动变阻器阻值变化的范围是3Ω12Ω， 综上可得，ABC正确，D错误，故选D.