Question

【题目】把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源两端电压恒为18V的电路中，电路的连接如图所示，电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A．要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（设灯丝电阻不变）．下列说法正确的是（ ）
A.在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变大
B.滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围是18Ω～60Ω
C.小灯泡的电功率最小值为0.75W
D.电路总功率的最大值为10.8W

Answer 1

【答案】C
【解析】解：分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联；在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大，则电流表示数变大；灯泡两端的电压变大，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知电压表示数变小，故A错误；（1）由P= 可得，灯泡的电阻： RL= = =12Ω；
灯正常发光时的电流：
I= = =0.5A，
由于电流表使用的量程为0～0.6A，则电路中的最大电流应为0.5A；
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
U最小=U﹣U额=18V﹣6V=12V，
由I= 得滑动变阻器连入电路的最小电阻：
R最小= = =24Ω，
此时电路中电功率最大：P最大=UI=18V×0.5A=9W，故D错误；（2）由于电压表使用的量程为0～15V，为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，电路中的电流最小，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
UL最小=U﹣U最大=18V﹣15V=3V，
此时电路中最小的电流为：
I最小= = =0.25A，
滑动变阻器连入的最大电阻为：
R最大= = =60Ω；
此时小灯泡的电功率最小为：
P小=ULI′=3V×0.25A=0.75W，故C正确；
由此可知：滑动变阻器允许调节的范围为24Ω～60Ω，故B错误．
故选C．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．