问题 选择题

如图所示电路中,设电源两端电压不变,灯L的电阻不随温度变化.闭合开关S,在变阻器的滑片P移动的过程中,电流表A的最小示数为0.2A,电压表V的最大示数为3V,电压表V1的最大示数与最小示数之比为3:2.则下列说法正确的是(  )

A.电源电压为6V

B.电路的最大电功率为2.7W

C.灯L的阻值为15Ω

D.滑动变阻器最大阻值为40Ω

答案

经分析,电灯L与滑动变阻器串联,电流表测电流,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电压表V1测小灯泡L两端的电压.

(1)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,I=0.2A;此时电压表V的最大,U2=3V,电压表V1的示数最小为U1

∴滑动变阻器最大阻值R2=

U2
I
=
3V
0.2A
=15Ω,

灯泡L两端电压U1=IRL

电源电压U=I(R2+RL)=0.2A×(15Ω+RL)=3V+0.2RL

(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中的电流最大为I′,此时灯泡L两端的电压U1′最大等于电源电压,

则U1′=I′RL

①根据“电压表V1的最大示数与最小示数之比为3:2;

U1
U1
=
I′RL
IRL
=
I′
I
=
3
2
,I′=
3
2
I=
3
2
×0.2A=0.3A

∴电源电压U=I′RL=0.3RL

②电源两端电压不变,灯L的电阻不随温度变化,

∴3V+0.2RL=0.3RL

解得灯泡电阻RL=30Ω,电源电压U=9V

③电路的最大电功率为P=UI′=9V×0.3A=2.7W

故选B.

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