Question

在如圖所示的電路中，設電源電壓不變，燈L電阻不變．閉合開關S，在變阻器滑片P移動過程中，電流表的最小示數為0.2A，電壓表V的最大示數為4V，電壓表V₁的最大示數U_Lmax與最小示數U_Lmin之比為3：2．則下列判斷中正確的是（　　）

• A、電源電壓為6V
• B、L的阻值為20Ω
• C、滑動變阻器的最大電阻為40Ω
• D、電路中的最大電流為0.3A

Answer 1

分析：（1）首先判斷出電路的連接方式為串聯，電流表測電路電流，電壓表V測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V₁測小燈泡L兩端的電壓．
（2）電流表示數最小時就是電路中總電阻最大時，此時電壓表V₁的示數最小，電壓表V的示數最大；電壓表V₁的示數最大時，電路中總電流最大，總電阻最小．
（3）結合題意，根據選項內容分別計算，判斷正誤．

解答：解：由電路圖可知，電燈L與滑動變阻器串聯，電流表測電路電流，電壓表V測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V₁測小燈泡L兩端的電壓．
（1）當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電路中的電流最小I=0.2A；此時電壓表V的最大U₂=4V，電壓表V₁的示數最小為U_Lmin；
∴滑動變阻器最大阻值：
R=

U2

I

=

4V

0.2A

=20Ω
燈泡L兩端電壓：
U_Lmin=IR_L，
電源電壓：
U=I（R₂+R_L）=0.2A×（20Ω+R_L）=4+0.2R_L．
（2）當滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電路中的電流最大為I′，此時燈泡L兩端的電壓U_Lmax最大等于電源電壓，
則U_Lmax=I′R_L．
①∵電壓表V₁的最大示數與最小示數之比為3：2；
∴

ULmax

ULmin

=

I′RL

IRL

=

I′

I

=

3

2

，
I′=

3

2

I=

3

2

×0.2A=0.3A
∴電源電壓U=I′R_L=0.3R_L
②電源兩端電壓不變，燈L的電阻不隨溫度變化，
∴4+0.2R_L=0.3R_L
解得燈泡電阻R_L=40Ω，電源電壓U=12V
故選D．

點評：本題難度比較大，考查學生分析電路，并能運用歐姆定律和電功率進行相關計算；在分析過程中一定要細心，抓住不變量和電路特點．