Question

【题目】如图所示，电路中电源电压保持不变，小灯泡标有“3V 1.5W字样，不考虑灯泡电阻随温度的变化，滑动变阻器R的最大阻值为24Ω，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V．当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全，小灯泡电压不超过额定电压，两电表的示数均不超过所选量程。在滑片P滑动过程中，下列说法

①电源电压为4.5V

②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω﹣12Ω

③小灯泡的最小功率为0.135W

④电路的最大功率2.25W

A. 只有①②正确B. 只有③④正确

C. 只有①②④正确D. ①②③④都正确

Answer 1

【答案】C

【解析】

由图知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

①．由P＝可得灯泡的电阻：

RL＝＝＝6Ω，

由P＝UI可得，灯泡正常发光时通过的电流：

I额＝=＝0.5A，

由题知，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时，小灯泡正常发光，

由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压：

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

②．因串联电路中电流处处相等，且电流表量程为0﹣0.6A，灯泡的额定电流为0.5A，

所以为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流I最大＝I额＝0.5A，

电路中的总电阻：R最小＝＝＝9Ω，

滑动变阻器连入电路中的最小阻值：R最小＝R总﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω，

由于电压表量程为0﹣3V，当电压表的示数最大为U滑′＝3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大；

此时灯泡两端的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝4.5V﹣3V＝1.5V，

此时电路的电流为：I最小＝＝＝0.25A，

滑动变阻器接入电路的最大阻值：

R最大＝＝＝12Ω，

所以为保护电路，变阻器接入电路的阻值范围是3Ω﹣12Ω；故②正确；

③．小灯泡的最小功率：

PL最小＝I最小2RL＝（0.25A）2×6Ω＝0.375W；故③错误；

④．电路的最大功率：

P最大＝UI最大＝4.5V×0.5A＝2.25W，故④正确。

综上可知，C正确。