Question

7．如圖甲所示，兩個電壓表的量程都是0～15V，電流表的量程是0～0.6A，小燈泡兩端的電壓不許超過額定電壓，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A；閉合開關(guān)，為了保證所有元件都安全．滑動變阻器的滑片只能在阻值最大端和a點間滑動，．當(dāng)滑片在這兩點間滑動時，得到了圖乙所示的兩個電壓表的示數(shù)與電路中電流關(guān)系的圖象AB和BC，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為6 V
• B． 小燈泡正常發(fā)光時的電流為0.6A
• C． 滑動變阻器的取值范圍為5Ω～55Ω
• D． 該電路功率范圍為2.4W～6W

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測燈泡兩端的電壓，電壓表V₂測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a點時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的電流最大，由小燈泡兩端的電壓不許超過額定電壓可知，燈泡正常發(fā)光時的電流；根據(jù)圖象讀出電路的最大電流和燈泡、滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小電阻，利用P=UI求出電路的最大功率；
（2）當(dāng)滑片位于右端時，變阻器接入電路中電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)圖乙讀出電路的最小電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大電阻，根據(jù)歐姆定律根據(jù)P=UI求出電路的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測燈泡兩端的電壓，電壓表V₂測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a點時，電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的電流I_最大=0.5A；
燈泡兩端的電壓U_L=6V，變阻器兩端的電壓U_滑=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_滑=6V+6V=12V，故A錯誤；
由于小燈泡兩端的電壓不許超過額定電壓，所以電路中的電流最大時燈泡正常發(fā)光，則燈泡正常發(fā)光的電流為0.5A，故B錯誤；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路中的最小電阻：
R_滑最小=$\frac{{U}_{滑最小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
電路的最大功率：
P_最大=UI_最大=12V×0.5A=6W；
（2）當(dāng)滑片位于右端時，變阻器接入電路中電阻最大，電路中的電流最小，燈泡兩端的電壓最小，滑動變阻器兩端的電壓最大，所以，
1V為燈泡兩端的電壓，11V為滑動變阻器兩端的電壓；
由圖乙可知，電路的最小電流I_最小=0.2A，
則根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得：滑動變阻器的最大電阻：
R_滑最大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{11V}{0.2A}$=55Ω；
所以，滑動變阻器的取值范圍為12Ω～55Ω，故C錯誤；
電路的最小功率：
P_最小=UI_最小=12V×0.2A=2.4W，
所以，該電路功率范圍為2.4W～6W，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意判斷出燈泡正常發(fā)光時電路中的電流和兩電壓表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系．