如圖，電源電壓恆為8V，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器的規格為“20Ω1A”，燈泡標有“6V 3W”字樣．若...

問題詳情：

如圖，電源電壓恆為8V，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器的規格為“20Ω1A”，燈泡標有“6V  3W”字樣．若閉合開關，兩電錶示數均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，不考慮燈絲電阻變化，則下列説法正確的是（　　）

A．電流表的量程應選0～0.6 A

B．電壓表示數的變化範圍0～3 V

C．滑動變阻器的阻值變化範圍4Ω～7.2Ω

D．滑動變阻器的最大功率為1 W

【回答】

【考點】歐姆定律的應用；電功率的計算．

【分析】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．

（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電壓特點求出電壓表的示數為3V時燈泡兩端的電壓，確定燈泡是否可以正常發光；根據串聯電路的電流特點可知電路中的最大電流為燈泡額的電流和滑動變阻器允許通過最大電流中較小的一個，然後確定電流表的量程，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值；

（2）當電壓表的示數為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，利用串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值即可得出滑動變阻器阻值變化的範圍；

（3）根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電路中的電流，根據P=I2R表示出滑動變阻器消耗的電功率，然後根據數學變形得出滑動變阻器消耗功率最大時的理論值，然後判斷出滑動變阻器電功率與接入電路中電阻的關係，從而確定滑動變阻器消耗功率最大時的阻值，然後根據P=UI取出滑動變阻器消耗的最大功率．

【解答】解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．

（1）燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為3W，

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，

所以，燈泡正常發光時滑動變阻器兩端的電壓：

U滑=U﹣UL=8V﹣6V=2V，

因2V＜3V，沒有超出電壓表的量程，

所以，燈泡兩端的電壓可以達到6V，電壓表示數的變化範圍2V～3V，故B錯誤；

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，根據P=UI可得，燈泡正常發光時電路中的電流：

I=IL===0.5A，

因滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，

所以，電路中的最大電流I大=0.5A，則電流表的量程為0～0.6A，故A正確；

此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，最小為：

R滑小===4Ω；

（2）當電壓表的示數為3V時，電路中的電流最小，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，

燈泡的電阻：

RL===12Ω，

燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣U滑大=8V﹣3V=5V，

電路中的最小電流：

I小===A，

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：

R滑大===7.2Ω，

所以，滑動變阻器阻值變化的範圍是4Ω～7.2Ω，故C正確；

（3）因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I=，

滑動變阻器消耗的電功率：

P滑=I2R滑=（）2R滑

===

=，

由此可知，當R滑=RL=12Ω時，滑動變阻器消耗的功率才能達到最大，

而滑動變阻器阻值變化的範圍是4Ω～7.2Ω，且0～12Ω之間滑動變阻器的電功率隨阻值的增大而增大，

則R滑=7.2Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，

所以，滑動變阻器消耗的最大功率：

P滑大=U滑大I小=3V×A=1.25W，故D錯誤．

故選AC．

知識點：電功率

題型：選擇題