Question

小明在做電學實驗時，連成的電路如圖所示，已知他所使用的電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，燈泡標有“5V 2.5W”，電源電壓為6V且保持不變．若不計溫度對電阻的影響，開關S閉合后，在實驗操作正確的情況下，為保證各電路元件不損壞，下列說法中正確的是（　　）

A．電流表的最大示數是0.6A

B．燈兩端的最小電壓是1V

C．滑動變阻器阻值的變化范圍2～10Ω

D．滑動變阻器消耗的最小電功率為0W

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定電流，根據I=

P

U

求出燈泡的額定電流，結合電壓表的量程確定電路中的最大電流．
（2）根據串聯電路的電壓特點得出燈兩端的最小電壓為1V時，滑動變阻器兩端的電壓，從而確定是否可能．
（3）當電路中的電流和燈泡的額定電流相等時，滑動變阻器接入電路的電阻最小，根據歐姆定律求出電路的總電阻和燈泡的電阻，再根據電阻的串聯求出滑動變阻器的最小值；當電壓表的示數最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點可知此時燈泡與滑動變阻器兩端的電壓相等，根據串聯電路電阻的分壓特點求出滑動變阻器接入電路的最大值，從而得出滑動變阻器阻值的變化范圍．
（4）當滑動變阻器消耗的最小電功率為0W時，燈泡兩端的電壓為6V，超過電壓表的量程．

解答：解：A、燈泡正常工作電流：I_L=

PL

UL

=

2.5W

5V

=0.5A，電流表的最大示數是0.6A，超過燈泡的正常工作電流．故A錯誤．
B、電源電壓6V，當燈兩端的電壓是1V時，滑動變阻器兩端電壓為5V，超過了電壓表量程，故B錯誤．
C、燈泡的電阻R_L=

UL

IL

=

5V

0.5A

=10Ω，當電路中的電流為0.5A時滑動變阻器接入電路的電阻最小，電路的總電阻R_總=

6V

0.5A

=12Ω，滑動變阻器的最小值R_min=R_總-R_L=12Ω-10Ω=2Ω；當電壓表的示數最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，此時燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等，根據串聯電路電阻的分壓特點可知R_max=R_L=10Ω；所以滑動變阻器阻值的變化范圍2～10Ω，故C正確．
D、當滑動變阻器滑片滑到最左端時，滑動變阻器消耗的電功率最小，但燈泡電壓是6V超過了燈泡的正常工作電流．故D錯誤．
故選C．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，滑動變阻器的電阻不連入，電壓表超量程，根據燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流是本題的關鍵．