Question

6．如图所示，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，小灯泡L标有“2.5V   1.25W”（灯丝电阻不变）．在保证小灯泡电流不超出额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（　　）
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω
③电压表示数变化范围是2～3V
④电路中电功率的变化范围是0.9～2.25W．

• A． 只有②③正确
• B． 只有①③正确
• C． 只有③④正确
• D． 只有②③④正确

Answer 1

分析 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．
（1）根据灯泡铭牌，由I=$\frac{P}{U}$计算小灯泡的额定电流，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；
（2）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，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，利用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；最后利用P=UI得出该电路的最小功率和最大功率．

解答 解：由图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路电流，
由题可知，电流表所用量程为0-0.6A，小灯泡的额定电流：I_额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A＜0.6A，即电路中的最大电流为I_大=0.5A；
小灯泡的电阻R_灯=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{1.25W}$=5Ω，
当I_大=0.5A时，由图可知，变阻器接入电路中的电阻最小，电压表示数最小，电路消耗的总率最大．
L两端电压：U_L=I_大R_灯=0.5A×5Ω=2.5V，
电压表V的示数：U_小=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
R接入电路中的阻值：R_小=$\frac{{U}_{小}}{{I}_{大}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω，
电路总功率：P_大=UI_大=4.5V×0.5A=2.25W；
由图可知，当变阻器接入电路的电阻越大时，电压表示数越大，由电压表采用0-3V量程可知，电压表示数最大为U_大=3V，
当U_大=3V时，变阻器R接入电路中的电阻最大，电路电流最小，电路总功率最小，
L两端电压：U'_L=U-U_大=4.5V-3V=1.5V，
电路中电流：I_小=I_灯=$\frac{U{'}_{L}}{{R}_{灯}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
变阻器接入电路的电阻：R_大=$\frac{{U}_{大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
电路的最小电功率：P_小=UI_小=4.5V×0.3A=1.35W．
 综上可知：
小灯泡的额定电流是0.5A；故①错误；
滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω；故②正确；
电压表示数变化范围是2～3V；故③正确；
电路中电功率的变化范围是1.35～2.25W，故④错误．
故选A．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流．