Question

4．如图所示，电源电压恒为8V，电压表量程为0-3V，电流表量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，不考虑灯丝电阻变化，下列说法正确的是（　　）

• A． 电压表示数变化范围1V-3V
• B． 电流表示数变化范围0.3A-0.5A
• C． 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围4Ω-9Ω
• D． 电路的总功率变化范围为3.3W-4W

Answer 1

分析 由题可知，变阻器与L串联，电压表测R两端电压，电流表测电路电流，根据小灯泡的规格和当滑动变阻器接入电路中电阻越大时，其两端电压即电压表的示数越大来确定其示数变化范围，并计算相应电路中电流的最大值和最小值，结合欧姆定律计算变阻器接入电路的最大值和最小值，由P=UI计算电路的总功率变化范围．

解答 解：由题可知，变阻器与L串联，电压表测R两端电压，由灯泡标有“6V 3W”字样和电压表采用0-3V量程可知，
电压表的示数最大值：U_大=3V，电压表示数最小值：U_小=U-U_额=8V-6V=2V，
即电压表的示数变化范围为2V-3V；
R_灯=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
当电压表示数U_大=3V时，此时变阻器接入电路中的电阻最大，
灯泡两端电压U_灯=U-U_大=8V-3V=5V，
此时电路电流即通过灯泡的电流I=I_灯=$\frac{{U}_{灯}}{{R}_{灯}}$=$\frac{5V}{12Ω}$=$\frac{5}{12}$A≈0.42A，
变阻器接入电路的电阻：R_大=$\frac{{U}_{大}}{I}$=$\frac{3V}{\frac{5}{12}A}$=7.2Ω，
电路消耗的最小功率：P_小=UI=8V×$\frac{5}{12}$A≈3.3W；
当电压表示数U_小=2V时，此时变阻器接入电路中的电阻最小，
灯泡两端电压U'_灯=U_额=6V，
此时电路电流即通过灯泡的电流I'=I'_灯=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
变阻器接入电路的电阻：R_小=$\frac{{U}_{小}}{I'}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
电路消耗的最大功率：P_大=UI'=8V×0.5A=4W．
由上可得：电压表示数变化范围为2V-3V，故A不正确；
电流表示数变化范围0.42A-0.5A，故B不正确；
滑动变阻器连入电路的阻值变化范围7.2Ω-4Ω，故C不正确；
电路的总功率变化范围为3.3W-4W，故D正确．
故选D．

点评 本题考查的是串联电路的有关规律运用，要根据电压表和灯泡的规格确定电压表的示数变化范围，会用欧姆定律和P=UI解题，综合性较强．