Question

如图所示电路，电源两端的电压为7.5V，且保持不变．小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 1A”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．不考虑灯丝电阻随温度的变化．闭合开关S后，要求灯L两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则（ ）

A．电路中允许通过的最大电流是0.6 A
B．小灯泡电功率的最大变化量是2.4 W
C．电压表的示数变化范围是0～3 V
D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是3～8Ω

Answer

（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出通过的电流，利用欧姆定律求出灯泡的电阻，结合电流表的量程确定电路中的最大电流；
（2）电路中的电流最大时接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出接入电路中的电阻；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流和滑动变阻器接入电路中的最大阻值，利用P=I2R求出灯泡的最小功率，进一步求出小灯泡电功率的最大变化量，求出电压表的示数变化范围，滑动变阻器接入电路中电阻的阻值范围．
【解析】
（1）根据P=UI可得，灯泡的额定电流：
∴I额===0.5A，
灯泡的电阻：
RL===12Ω；
∵串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
∴电路中的最大电路Imax=0.5A，故A不正确；
（2）灯泡正常发光时，两端的电压为6W，功率为3W，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的最小电压：
U滑min=U-U额=7.5V-6V=1.5V，
∴滑动变阻器接入电路中的最小电阻值：
R滑min===3Ω；
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
灯泡两端的电压：
UL=U-U滑max=7.5V-3V=4.5V，
电路中的电流：
Imin===0.375A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R滑max===8Ω，
灯泡的最小电功率：
PL=（Imin）2×12Ω=1.6875W，
∴小灯泡电功率的最大变化量：
△PL=P额-PL=3W-1.6875W=1.3125W，故B不正确；
电压表的示数变化范围1.5V～3V，故C不正确；
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是3～8Ω，故D正确．
故选D．