Question

如图所示的电路中，电源电压为4.5V不变，灯泡L标有“3V，1.5W”，滑动变阻器R标有“30Ω，1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．若灯丝电阻不随温度改变，为了保护各电表和元件，滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是

1. A.
   0～12Ω
2. B.
   0～30Ω
3. C.
   3～30Ω
4. D.
   3～12Ω

Answer 1

D
分析：根据P=UI求出灯泡的额的电流，利用欧姆定律求出灯泡的电阻；
根据串联电路的电流特点和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小值；
当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据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、求出滑动变阻器接入电路中的最大值，进一步得出滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围．
解答：根据P=UI可得，灯泡的额的电流：
I_额===0.5A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L===6Ω，
∵串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
∴电路中的最大电流I_max=I_额=0.5A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_额=4.5V-3V=1.5V，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_min===3Ω；
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：
U_L=U-U_Rmax=4.5V-3V=1.5V，
电路中的电流：
I_min===0.25A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R_max===12Ω，
滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是3～12Ω．
故选D．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定滑动变阻器接入电路中的最小值以及根据电压表的量程确定滑动变阻器接入电路中的最大值．