题目内容

6.如图所示,电源电压恒为9V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“24Ω  0.8A”,灯泡标有“3V   1.5W”字样.闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是(  )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24Ω
B.电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1V~3V
D.灯泡的最小功率是0.54W

分析 由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,进一步求出滑动变阻器的取值范围;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出电压表的最小示数,然后得出电压表的取值范围,根据P=UI求出灯泡的最小功率.

解答 解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL额=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{1.5W}{3V}$=0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为I大=0.5A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,灯泡的电阻:
RL=$\frac{{U}_{L额}}{{I}_{L额}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω,
此时电路中的总电阻:
R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑=R-RL=18Ω-6Ω=12Ω,
则滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω,故A错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
I小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑max}}$=$\frac{9V}{6Ω+24Ω}$=0.3A,
则电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A,故B错误;
电压表的最小示数:
UL=I小RL=0.3A×6Ω=1.8V,
则电压表示数的变化范围是1.8V~3V,故C错误;
灯泡的最小功率:
PL=ULI小=1.8V×0.3A=0.54W,故D正确.
故选D.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流,对于选择题并不一定完全解答选项,只要有不正确的地方,本选项即为不正确.

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