Question

【題目】如圖所示，電路中電源電壓保持不變，小燈泡標有“3V 1.5W字樣，不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，滑動變阻器R的最大阻值為24Ω，電流表量程為0﹣0.6A，電壓表量程為0﹣3V．當開關S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3Ω時小燈泡正常發光。為了保證電路安全，小燈泡電壓不超過額定電壓，兩電表的示數均不超過所選量程。在滑片P滑動過程中，下列說法

①電源電壓為4.5V

②變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω﹣12Ω

③小燈泡的最小功率為0.135W

④電路的最大功率2.25W

A. 只有①②正確B. 只有③④正確

C. 只有①②④正確D. ①②③④都正確

Answer 1

【答案】C

【解析】

由圖知，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；

①．由P＝可得燈泡的電阻：

RL＝＝＝6Ω，

由P＝UI可得，燈泡正常發光時通過的電流：

I額＝=＝0.5A，

由題知，當開關S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3Ω時，小燈泡正常發光，

由歐姆定律和電阻的串聯可得電源電壓：

U＝I額R串＝I額×（R+RL）＝0.5A×（3Ω+6Ω）＝4.5V；故①正確；

②．因串聯電路中電流處處相等，且電流表量程為0﹣0.6A，燈泡的額定電流為0.5A，

所以為了保證電路中各元件安全工作，電路中的最大電流I最大＝I額＝0.5A，

電路中的總電阻：R最小＝＝＝9Ω，

滑動變阻器連入電路中的最小阻值：R最小＝R總﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω，

由于電壓表量程為0﹣3V，當電壓表的示數最大為U滑′＝3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大；

此時燈泡兩端的電壓為：UL′＝U﹣U滑′＝4.5V﹣3V＝1.5V，

此時電路的電流為：I最小＝＝＝0.25A，

滑動變阻器接入電路的最大阻值：

R最大＝＝＝12Ω，

所以為保護電路，變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω﹣12Ω；故②正確；

③．小燈泡的最小功率：

PL最小＝I最小2RL＝（0.25A）2×6Ω＝0.375W；故③錯誤；

④．電路的最大功率：

P最大＝UI最大＝4.5V×0.5A＝2.25W，故④正確。

綜上可知，C正確。