Question

标有“4V 1W”的小灯泡和“20Q 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“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。为确保电路安全，闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在(不考虑温度对电阻的影响)

A．0～8Ω

B．8～16Ω

C．16～20Ω

D．以上答案都不对

Answer

B

【解析】观察电路图可知，灯泡、滑动变阻器和电流表串联在电路中，电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据串联电路电流和电压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电路中的电流变大，电压表的示数变小，所以此时我们要考虑电路中的电流的最大值不能超过三个电路元件许可的最大电流；当变阻器接入电路的电阻变大时，电路中的电流变小，电压表的示数变大，此时，我们要考虑滑动变阻器两端的电压不能超过电压表的最大量程。

首先分析变阻器允许接入电路的最小值：

根据上面的分析可知，此时我们需要比较电路三个元件各自允许通过的最大电流或正常工作电流，然后确定出电路中允许通过的最大电流。

根据小灯泡的额定电压和额定功率可以计算出它正常工作时的电流：A；

而电流表所测量的最大电流为0.6A、滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，三者串联在电路中，所以通过它们的电流相等，为了保证它们都能安全使用，所以电路中的最大允许电流应该是三者中最小的允许电流，即电路中允许通过的最大电流：I最大＝IL＝0.25A。

此时，滑动变阻器接入电路的电阻：Ω。

再分析变阻器允许接入电路的最大值：

变阻器接入电路最大值时，电压表不能超过3V，也就是此时加在灯泡两端的电压为U灯＝U源－U最大＝6V－3V＝3V，

而灯泡的电阻Ω。

故此时电路中的电流A；

所以变阻器允许接入电路的最大阻值：Ω。