题目内容
【题目】如图,电源电压恒为9V,R1=9Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”,电流表的量程为“0~3A”,电压表的量程为“0~15V”,小灯泡上标有“6V ?”字样,通过灯泡的电流随电压变化关系如图乙.在保证电路安全的情况下.则下列说法错误的是
A. 由图可知,灯泡正常发光时的电阻为7.5Ω
B. 当S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω~50Ω
C. S1、S2都闭合时,10s的时间内R1产生的热量为90J
D. S1、S2都闭合时,电路消耗的范围是10.62W~27W
【答案】D
【解析】
考查的是串并联电路的特点和欧姆定律、电功、电功率公式的应用,关键是电路连接方式的判断、确定串并联电路中的最大电流,即可解题。
根据题意知道,灯泡正常发光时的电压是:UL =6V,由乙图知道,灯泡正常发光时的电流是:IL =0.8A,由欧姆定律知道灯泡正常发光时的电阻是:,故A正确;
由电路图知道,当S1、S2 都断开时,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;由于滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”,所以,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A(小于灯泡正常发光时的电流),又因为串联电路中电流处处相等,所以在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流是:I大 =0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,由图乙知道,此时灯泡两端的电压UL′=2V,由串联电路的电压特点知道,滑动变阻器R2 两端的电压是:U2 =U-UL′=9V-2V=7V,故滑动变阻器接入电路中的最小阻值是:;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为50Ω时,电路中的电流最小,各元件是安全的,所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω~50Ω,故B正确;
当S1 、S2 都闭合时,由图知道,灯泡被短路,R1 与R2 并联,所以,R1 两端的电压等于电源电压为9V,则10s内R1 产生的热量是:,故C正确;
当S1 、S2 都闭合时,灯泡被短路,R1 与R2 并联,电流表测干路中的电流;由欧姆定律知道,通过定值电阻R1 的电流是:;由于滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以,电路中的最大总电流:,故电路消耗的最大功率:;当滑动变阻器R2 接入电路中的阻值最大时,通过变阻器的电流最小,且最小电流是:,则电路的最小总电流是:,故电路消耗的最小功率是:,即S1 、S2 都闭合时,电路消耗功率的范围为10.62W~13.5W,故D错误,符合题意,故选D。