Question

4．如图所示，电源电压恒为18V，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，灯泡L标有，“10V  5W”，字样（灯丝的电阻不变），在移动滑片P的过程中，要求保证各个元件安全，且电表不超过其量程，则下列判断中正确的是（　　）

• A． 电流表的最大示数为0.6A
• B． 电压表的最大示数为15V
• C． 电路消耗的最大功率为10.8 W
• D． 滑动变阻器接人电路中的最小阻值为16Ω

Answer 1

分析 由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流，由图可知电流表的量程，比较两者的大小确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，根据P=UI求出电路消耗的最大总功率；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流，根据欧姆定律求出电压表的最大示数．

解答 解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{5W}{10V}$=0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I_大=0.5A，故A错误；
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L=18V-10V=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{大}}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω，故D正确；
电路消耗的最大总功率：
P_大=UI_大=8V×0.5A=4W，故C错误；
（2）灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑大}}$=$\frac{18V}{20Ω+30Ω}$=0.36A，
电压表的最大示数：
U_滑大=I_小R_滑大=0.36A×30Ω=10.8V，故B错误．
故选D．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和从图中读出电表的量程，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．