Question

【题目】如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡规格为“3V 0.6W”（灯丝电阻不变），电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。保证电路元件安全，下列分析正确的是

A. 电流变化范围是0﹣0.2A

B. 滑动变阻器变化范围是7.5Ω﹣30Ω

C. 小灯泡功率变化范围是0.2W﹣0.6W

D. 电路的最小总功率是0.225W

Answer 1

【答案】B

【解析】

由电路图可知，灯泡L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和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出此时电压表的示数，然后与电压表的量程相比较确定灯泡可以正常发光，根据P＝UI求出灯泡的额定电流，然后与电流表的量程和变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流，此时灯泡的功率最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；

（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡和电路的总功率最小，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小电流，然后确定电流表的量程；根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，然后确定滑动变阻器阻值变化的范围；根据P＝UI求出小灯泡的最小功率和电路的最小总功率，然后确定灯泡的功率变化范围.

由电路图可知，灯泡L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0.6W，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=4.5V-3V=1.5V＜3V，

则灯泡两端的电压可以达到3V，

由P=UI知道，灯泡的额定电流：IL，

因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，

所以，电路中的最大电流I大=0.2A，此时灯泡的最大功率为0.6W，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

由I=可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小；

（2）灯泡的电阻：RL=，

当电压表的示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡和电路的总功率最小，

此时灯泡两端的电压：UL′=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V，

电路中的最小电流：I小，

则电路中电流变化的范围是0.1A～0.2A，故A错误；

滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大 ，

则滑动变阻器阻值变化的范围是7.5Ω～30Ω，故B正确；

小灯泡的最小功率：PL′=I小2RL=（0.1A）2×15Ω=0.15W，

则灯泡的功率变化范围是0.15W～0.6W，故C错误；

电路的最小总功率：P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W，故D错误，

故选B。