Question

（2013?泉州質(zhì)檢）如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V不變，燈泡L標(biāo)有“3V，1.5W”，滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“30Ω，1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．若燈絲電阻不隨溫度改變，為了保護(hù)各電表和元件，滑動(dòng)變阻器R允許接入電路的阻值范圍是（　�。�

A．0～12Ω

B．0～30Ω

C．3～30Ω

D．3～12Ω

Answer 1

分析：根據(jù)P=UI求出燈泡的額的電流，利用歐姆定律求出燈泡的電阻；
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小值；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流、求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大值，進(jìn)一步得出滑動(dòng)變阻器R允許接入電路的阻值范圍．

解答：解：根據(jù)P=UI可得，燈泡的額的電流：
I_額=

P額

U額

=

1.5W

3V

=0.5A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

U額

I額

=

3V

0.5A

=6Ω，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
∴電路中的最大電流I_max=I_額=0.5A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_額=4.5V-3V=1.5V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_min=

UR

Imax

=

1.5V

0.5A

=3Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L=U-U_Rmax=4.5V-3V=1.5V，
電路中的電流：
I_min=

UL

RL

=

1.5V

6Ω

=0.25A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_max=

URmax

Imin

=

3V

0.25A

=12Ω，
滑動(dòng)變阻器R允許接入電路的阻值范圍是3～12Ω．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流和電流表的量程確定滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小值以及根據(jù)電壓表的量程確定滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大值．