如图所示,电源电压恒为5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1...
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如图所示,电源电压恒为5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”灯泡标有“3V 1.8W”字样.闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.1~0.6A
C.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D.灯泡的最小功率是0.2W
【回答】
D【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流和电阻,然后结合电压表的量程,电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用U=IR求出灯泡两端的最小电压,利用P=I2R求出灯泡的最小功率.
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
根据P=UI可得,灯的额定电流:
IL额===0.6A,
由I=得:灯泡的电阻RL===5Ω,
由于电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,则灯泡两端的最大电压为3V,则通过灯泡的最大电流I最大=IL额=0.6A;
由I=得:电路中的最小总电阻R最小==≈8.3Ω,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑最小=R最小﹣RL=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω,
因为滑动变阻器的规格为“20Ω lA”,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是3.3Ω~20Ω,故A错误;
电路中的最大总电阻R最大=RL+R=20Ω+5Ω=25Ω;
则电路中的最小电流:I最小===0.2A,
所以电流表示数的变化范围是0.2~0.6A,故B错误;
灯泡两端的最小电压为UL最小=I最小RL=0.2A×5Ω=1V;
所以电压表示数的变化范围是1V~3V,故C错误;
此时灯泡的功率最小为:PL最小=I最小2RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故D正确.
故选D.
知识点:电功率单元测试
题型:选择题
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