题目内容
【题目】如图1所示,L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为Ra,电流表示数为Ia。只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示;当滑片置于b点时,电压表示数Ub=8V,电流表示数为Ib。已知Ra:R0=12:5,Ia:Ib=3:5.(灯丝电阻不随温度变化)。则以下说法错误的是( )
A.小灯泡的电阻12Ω
B.电源电压18V
C.为保护电路,只闭合S1时,变阻器连入电路的最小电阻为24Ω
D.为保护电路,只闭合S2时,电路消耗的最小功率为3W
【答案】D
【解析】
当开关S1闭合、S2 断开,滑片P置于a点时,等效电路如图甲所示;
当只闭合S2,滑片P置于b点时,等效电路如图乙所示
A.由可得,小灯泡电阻为
故A正确,不符合题意;
B.当只闭合S2,滑片P置于b点时,R与R0串联,Ub= 8V,由题图可知电阻Rb= 16Ω,则电流
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压
①
只闭合S1,滑片置于a点时,Ra与L串联,因Ia:Ib=3:5,所以
则电源的电压
②
由①②式和Ra:R0=12:5可得
R0=20Ω
Ra=48Ω
U=18V
故B正确,不符合题意;
C.灯泡的额定电流
开关S1闭合、S2断开,滑片P置于变阻器上的a点时,电流表的量程大于灯的额
定电流,则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5A
解得变阻器接入电路的最小电阻故C正确,不符合题意;
D.只闭合S2时,滑动变阻器和定值电阻R0串联,要使电路消耗的功率最小,则滑动变阻器这时连入电路的阻值达到最大值设为R最大,即此时变阻器两端的电压可以达到电压表的最大量程15V,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得
即
解得
而变阻器R的最大电阻为100Ω,即滑动变阻器连入电路的阻值可以最大达到100Ω。
则电路中的电流最小为
消耗的最小功率
故D错误,符合题意。
故选D。