Question

标有“4V  1W”的小灯泡和标有“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中，电源电压为6V，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V；为确保电路安全，闭合开关后，下面说法正确的是（不考虑温度对电阻的影响）（ ）

A．电压表示数变化范围是0-3V
B．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是8Ω-16Ω
C．电流表示数变化范围是0.17A-0.25A
D．灯泡的实际功率变化范围为0.176W-2.25W

Answer

由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
根据灯泡的铭牌由电功率的变形公式求出灯泡的额定电流与灯泡的电阻，然后结合电压表和电流表的量程并根据欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的阻值变化范围，求出电压表及电流表示数变化范围．
【解析】
由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是4V，额定功率是1W，
（1）∵P=UI，∴灯泡的额定电流：IL===0.25A，
为保证灯泡安全，电路最大电流不能超过0.25A；
∵I=，∴灯泡的电阻：RL===16Ω，
（2）当电路电流最大为0.25A时，
电路总电阻最小，滑动变阻器接入电路的阻值最小，
电路中的总电阻R===24Ω，
所以滑动变阻器接入电路的最小值为：
R滑=R-RL=24Ω-16Ω=8Ω；
（3）当电压表的示数最大U滑=3V时，
滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时电路总电阻最大，电路电流最小，
此时灯泡两端电压为：
UL′=U-U滑=6V-3V=3V，
此时电路中的电流，即电路最小电流为：
I′===0.1875A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R滑′===16Ω；
所以滑动变阻器接入电路的电阻变化范围为8Ω～16Ω，故B正确；
电流表示数变化范围是0.1875A～0.25A，故C错误；
（4）灯泡正常发光时灯泡电压UL=4V，这是灯泡所能加的最大电压，
此时滑动变阻器电压两端电压最小，即电压表示数最小为UV=6V-4V=2V，
电压表量程是0～3V，则电压表的示数变化范围是2V～3V，故A错误；
（5）灯泡最大功率是其额定功率1W，
电压表示数最大时，灯泡功率最小P′=UL′I′=3V×0.1875A=0.5625W，
灯泡实际功率变化范围是：0.5625W～1W，故D错误；
故选B．