Question

19．如图中电源电压为18V且保持不变，电压表的量程为0-15V，电流表的量程为0-0.6A，小灯泡上标有“6V  0.5A”字样，要求开关闭合后两电流表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端的电压不允许超过其额定电压（假设灯丝电阻不变）则下列说法正确的是（　　）

• A． 滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数均变大
• B． 滑动变阻器允许调节的范围是24Ω-60Ω
• C． 当电流表的示数为0.4A时，电压表示数为12V
• D． 该电路允许通过的最大电流为0.6A

Answer 1

分析 由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流；
A．当滑动变阻器滑片向左移动的过程中，接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据串联电路的电阻分压特点可知滑动变阻器两端的电压变化；
B．根据灯正常发光时的电流大小，即允许最大电流，根据欧姆定律结合电阻的串联规律求变阻器的最小电阻；
根据电压表量程确定变阻器的最大电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律求出通过灯的最小电流，根据串联电路电流的规律和欧姆定律求出变阻器允许的最大电阻；
C．根据灯的电阻，由欧姆定律求出灯的电压，根据串联电路电压的规律求变阻器的电压；
D．根据B分析回答．

解答 解：A、当滑动变阻器滑片向左移动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，由电阻的串联规律，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
根据分压原理可知，滑动变阻器两端分得的电压变小，即电压表的示数变小．此选项错误；
B、灯上标有“6V 0.5A”字样，说明灯的额定电压为6V，额定电流为0.5A，灯正常发光时的电阻
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，灯正常发光时的电流为I_L=0.5A＜0.6A，因此电路中的最大电流I_最大=0.5A，此时串联的总电阻最小，由欧姆定律和串联电阻的规律，可得，I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}{+R}_{最小}}=\frac{18V}{12Ω{+R}_{最小}}$0.5A，解得R_最小=24Ω；
为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，根据分压原理，此时滑动变阻器连入的电阻最大，电路中的电流最小，因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以U=U_L′+U_R，则此时灯的电压U_L′=U-U_R=18V-15V=3V，
此时电路中最小的电流为I′=$\frac{U′}{{R}_{L}}=\frac{3V}{12Ω}$=0.25A，则滑动变阻器连入的最大电阻为R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I′}=\frac{15V}{0.25A}$=60Ω．所以滑动变阻器允许调节的范围是24Ω-60Ω．此选项正确；
C、因灯泡的电阻12Ω，当电路中电流为0.4A时，灯泡两端电压U₁=I₁R_L=0.4A×12Ω=4.8V，因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压U₂=18V-4.8V=13.2V．此选项错误；
D、由B知，电路允许通过的最大电流为0.5A，此选项错误．
故选B．

点评 本题关键：一是根据灯的铭牌求出允许通过的最大电流，确定滑动变阻器连入的最小阻值；二是根据电压表的量程求出滑动变阻器两端的最大电压，确定滑动变阻器连入的最大阻值．