题目内容
2．
如图所示，电源电压为8V且保持不变，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“6V 3W”的字样．闭合开关S，电流表和电压表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过其额定电压，忽略灯泡电阻的变化，则下列说法中正确的是（ ）| A． | 电流表的量程应选0～3A | |
| B． | 电压表示数的变化范围是0～3V | |
| C． | 滑动变阻器的阻值变化范围是4Ω～7.2Ω | |
| D． | 滑动变阻器消耗的最大电功率为1W |
分析 从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量灯泡电流；
（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，利用串联电路电压特点确定电压表的最小示数，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流；
（2）电压表示数不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，即电压表示数不得低于2V；
（3）确定电路中的最大电流后，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；
因为电压表量程为0～3V，则滑动变阻器两端电压不允许超过3V，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出最小电流，则即可求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值；
（4）根据P=UI求出该电路的最大功率．
解答 解：从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量灯泡电流；
根据P=UI得：IL=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，由欧姆定律得：灯泡的电阻：RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
因为电流表测量灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即电路中的最大电流Imax=IL=0.5A； 则电流表的量程应选0～0.6A，故A错误；
由于滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器两端电压的最小电压为URmin=U-Umax=8V-6V=2V，
由欧姆定律得：滑动变阻器接入电路中的最小阻值Rmin=$\frac{{U}_{Rmin}}{{I}_{max}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
由于电压表量程为0～3V，所以当电压表示数为3V时，
根据串联电路的电压特点可知：
灯泡两端的电压ULmin=U-URmax=8V-3V=5V，
电路中的电流为Imin=$\frac{{U}_{Lmin}}{{R}_{L}}$=$\frac{5V}{12Ω}$=$\frac{5}{12}$A，
滑动变阻器接入电路中的最大电阻Rmax=$\frac{{U}_{Rmax}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{\frac{5}{12}A}$=7.2Ω＜20Ω；
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4～7.2Ω，故C正确；
则电压表示数的变化范围2～3V，故B错误；
由题意可知，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，
当变阻器电压取到最大电压为3V时（电压表量程为3V），灯就有最小电压UL=U-UP=8V-3V=5V，
此时电流最小Imin=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{5V}{12Ω}$=$\frac{5}{12}$A，
最大电流不是0.6A而是灯在额定电压下的电流，Imax=I额=0.5A，
电路中电流范围$\frac{5}{12}$A～0.5A，
滑动变阻器的功率：
P滑=（U-RLI）I
=UI-RLI2
=8V×I-12Ω×I2
=-12Ω（I2-$\frac{8V}{12Ω}$I）
=-12（I2-$\frac{2}{3}$I+$\frac{1}{9}$）+$\frac{4}{3}$
=-12（I-$\frac{1}{3}$）2+$\frac{4}{3}$，
可见在I=$\frac{1}{3}$A时功率最大，
而I=$\frac{1}{3}$A=$\frac{4}{12}$A比最小的$\frac{5}{12}$A还小，不在电流取值范围之内，所以只有选最接近于$\frac{1}{3}$的$\frac{5}{12}$，
这样P滑=-12Ω×（$\frac{5}{12}$A-$\frac{1}{3}$A）2+$\frac{4}{3}$W=1.25W．故D错误．
故选C．
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、额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流以及电压表的最大示数，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．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡标有“6V 6W”的字样．求：| A． | 由“电能生磁”而联想到“磁能生电” | |
| B． | 按材料导电性能分为导体、半导体、绝缘体 | |
| C． | 在电路中，一个10Ω电阻的效果与两个5Ω电阻串联 | |
| D． | 通过研究水压来认识并研究电压 |
| A． | 太阳光是由多种色光组成的 | |
| B． | 通过三棱镜可使太阳光发生色散 | |
| C． | 发生光的色散的实质是光发生了折射 | |
| D． | 白光是一种单色光 |
| A． | 合金丝的电阻跟该合金丝的长度有关 | |
| B． | 合金丝两端的电压越大，合金丝的电阻越小 | |
| C． | 通过合金丝的电流越小，合金丝的电阻越小 | |
| D． | 合金丝的电阻与合金丝两端的电压、流过合金丝的电流都有关 |
在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω．开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为0.6A；开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则电阻R2的阻值为40Ω．
（1）在进行甲图所示实验时，小明闭合开关一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数均无变化，他将电压表的负接线柱与a接线柱连接，电压表的正接线柱依次与其他接线柱连接，从而检查此两点间有无电压，对应出现的电压表有无示数如表所示．
| 电路各点间 | aj | ai | ah | ag | af | ae | ad | ac | ab |
| 电压表示数 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 |
A．开关接触不良 B．滑动变阻器短路
C．导线ef 断路 D．金属丝B断路
（2）小明排除电路故障后继续实验，电路接通后，P2温度计示数升高得快；（选填“P1”或“P2”）
（3）在进行甲图所示实验的同时小明还按乙图所示进行实验（两图中滑动变阻器的滑片位置不变），比较P1和P3两支温度计示数变化情况，可探究电流通过导体产生的热量与电流是否有关．
| A． | 运输食品时，利用干冰降温防止食品腐烂 | |
| B． | 夏天，向地上洒水会感到凉快 | |
| C． | 在发烧的病人头上放冰袋以缓解症状 | |
| D． | 足球运动员受伤时，医生会在运动员受伤部位喷低沸点的氯化烷，缓解疼痛 |
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 温度/℃ | -12 | -9 | -6.2 | -3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 4.2 | 6 | 8.1 |
（1）如图甲所示，将装有碎冰块的试管放在水中加热，目的是使冰块受热均匀．
（2）如图乙所示，温度计读数方法正确的是B（选填“A”、“B”或“C”），此时示数是3℃，试管中的物质呈液态．
（3）在图丙的方格纸上描点并画出温度--时间图象．
（4）冰是晶体（选填“晶体”或“非晶体”）；熔点是0℃．
（5）冰熔化过程中温度的变化规律是继续吸热，温度保持不变．