Question

【题目】如图所示，电源电压恒为5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”灯泡标有“3V 1.8W”字样．闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），则下列说法中正确的是（　　）

A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0～20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.1～0.6A
C.电压表示数的变化范围是1.5V～3V
D.灯泡的最小功率是0.2W

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
根据P=UI可得，灯的额定电流：
IL额= = =0.6A，由I= 得：灯泡的电阻RL= = =5Ω，
由于电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，则灯泡两端的最大电压为3V，则通过灯泡的最大电流I最大=IL额=0.6A；
由I= 得：电路中的最小总电阻R最小= = ≈8.3Ω，
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知：
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑最小=R最小﹣RL=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω，
因为滑动变阻器的规格为“20Ω lA”，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是3.3Ω～20Ω，故A错误；
电路中的最大总电阻R最大=RL+R=20Ω+5Ω=25Ω；
则电路中的最小电流：I最小= = =0.2A，
所以电流表示数的变化范围是0.2～0.6A，故B错误；
灯泡两端的最小电压为UL最小=I最小RL=0.2A×5Ω=1V；
所以电压表示数的变化范围是1V～3V，故C错误；
此时灯泡的功率最小为：PL最小=I最小2RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W，故D正确．
故选D．
由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流和电阻，然后结合电压表的量程，电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用U=IR求出灯泡两端的最小电压，利用P=I2R求出灯泡的最小功率．本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流，对于选择题并不一定完全解答选项．