Question

12．如圖所示，電源電壓18V保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡L標有“6V 3W”字樣，滑動變阻器R的規(guī)格為“100Ω，1A”．若不考慮溫度對燈泡電阻的影響，閉合開關S，在保證電路各元件安全的情況下，滑動變阻器連入電路中的阻值變化范圍為（　�。�

• A． 0Ω～100Ω
• B． 0Ω～60Ω
• C． 24Ω～60Ω
• D． 12Ω～36Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=UI求出額定電流，根據歐姆定律求出燈泡的電阻，利用串聯(lián)電路的電流特點和電流表的最大示數確定電路中的最大電流，利用歐姆定律求出電路的最小電阻，利用串聯(lián)電路的電阻特點求出滑動變阻器接入電路的最小值；
（2）根據串聯(lián)電路電阻的分壓特點可知滑動變阻器接入電路的電阻最大時兩端的電壓為15V，根據串聯(lián)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，再利用歐姆定律求出滑動變阻器R₂接入電路的最大值，即可得出滑動變阻器接入電路的阻值范圍．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0.6A，
所以，電路中的最大電流為I_max=0.5A，
此時電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小值：
R_min=R_總-R_L=36Ω-12Ω=24Ω；
（2）當電壓表的示數為15V時，變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_Lmin=U-U_滑=18V-15V=3V，
電路中的電流：
I_min=$\frac{{U}_{Lmin}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_max=$\frac{{U}_{Rmax}}{{I}_{min}}$=$\frac{15V}{0.25A}$=60Ω，
故滑動變阻器R₂接入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω．
故選C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，容易出錯的地方是電路中最大電流的確定，要考慮燈泡的額定電流．