Question

如圖所示的電路中，小燈泡上標(biāo)有10V、10W字樣，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50Ω  1A”字樣，電源電壓為20V，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V．閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，保證電路安全，變阻器接入電路的變化范圍是（忽略燈絲的電阻隨溫度變化）（　�。�

A、0Ω～10Ω

B、30Ω～50Ω

C、10Ω～50Ω

D、10Ω～30Ω

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
根據(jù)R=

U2

P

求出燈泡的電阻，根據(jù)電流表的最大示數(shù)和燈泡的額定電流確定電路中的最大電流，利用歐姆定律求出電路的最小電阻，利用串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)兩端的電壓為15V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的最大值，即可得出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．

解答：
解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
 燈泡的電阻：
R_L=

U 2 額

P額

=

(10V)2

10W

=10Ω，
∵P=UI
∴通過燈泡的額定電流：I=

P額

U額

=

10W

10V

=1A，
∵電流表的量程為3A，
∴電路中的最大電流為I_max=1A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R_總=

U

Imax

=

20V

1A

=20Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小值：
R_min=R_總-R_L=20Ω-10Ω=10Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，燈泡兩端的電壓：
U_Lmin=U-U_滑=20V-15V=5V，
電路中的電流：
I_min=

ULmin

RL

=

5V

10Ω

=0.5A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_max=

URmax

Imin

=

15V

0.5A

=30Ω，
故滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的阻值范圍為10Ω～30Ω．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，容易出錯(cuò)的地方是電路中最大電流的確定，要考慮燈泡的額定電流．