题目内容

3．如图电路中，电源电压为8V且保持不变，电流表规格为“0～0.6A”，电压表规格为“0～15V”，滑动变阻器标有“20Ω1.5A”字样，灯泡上标有“6V6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图所示，则（　　）
A．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为1V
B．灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C．为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为10Ω
D．开关闭合，滑动变阻器调到最大时，灯泡消耗的功率为0.4W

分析 由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
（1）根据乙图可知灯泡电流为0.4A时的电压，根据串联电路的电压特点即可求出变阻器两端的电压，即电压表示数；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由灯泡电流随电压变化关系读出正常发光时的电流；根据欧姆定律即可求出灯泡正常发光时的电阻；
（3）比较电流表的量程、灯泡正常发光时的电流、滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，根据图象读出灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律即可求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（4）因灯泡的电阻要随温度的变化而变化，且变阻器调到最大时灯泡的阻值未知，故不能直接作出判断；利用假设法进行判断，假设灯泡的功率为0.4W，从图象中找出此时灯泡两端的电压和通过的电流，结合串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入的阻值，再与滑动变阻器的最大阻值进行比较可作出判断．

解答 解：
由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
A、由乙图可知，当通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡的电压为1V；
根据串联电路的电压特点可得，变阻器两端的电压UR=U-UL1=8V-1V=7V，即电压表示数为7V，故A错误；
B、灯泡正常发光时的电压为6V，由乙图可知其正常发光时的电流为1A；
则灯泡正常发光时的电阻：RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，故B正确；
C、由于电流表的量程为“0～0.6A”，灯泡正常发光时的电流为1A，滑动变阻器允许通过的最大电流为 1.5A，因串联电路电流处处相等，所以，为了保证电路安全，电路中的最大电流应为0.6A；由乙图可知，此时灯泡两端的电压为UL最大=2V，
由串联电路的电压特点可得，变阻器两端的电压为UR′=U-UL最大=8V-2V=6V，
由欧姆定律可得，滑动变阻器的最小阻值：R滑小=$\frac{{U}_{R}′}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，故C正确；
D、由乙图可知，当通过灯泡的电流为0.4A，灯泡的电压为1V时，灯泡消耗的功率为0.4W；
此时变阻器两端的电压UR=U-UL1=8V-1V=7V，
则滑动变阻器接入电路的阻值：R滑=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{7V}{0.4A}$=17.5Ω＜20Ω，
这说明：滑动变阻器没有调到最大时，灯泡消耗的功率才为0.4W，故D错误．
故选BC．

点评 本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据图象读出灯泡两端电压对应的电流以及电路中最大电流的确定．

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