题目内容
【题目】如图的电路中,电源电压为18V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R2的阻值为90Ω,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0~15V。当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。则下列说法正确的是( )
①动变阻器R1的最大阻值为50Ω
②只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,小灯泡L消耗的电功率的取值范围是1.08W~3W
③只闭合开关S、S2、S3,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的最大电功率是10.8W
④只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W
A.①②B.②③C.③④D.②④
【答案】C
【解析】
①根据题意知道,当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光,此时由图知道,滑动变阻器与灯泡串联,由于小灯泡L标有“6V 3W”字样,所以,此时电路的电流是:
灯泡的电阻是:
,
又因为电源电压为18V,所以,滑动变阻器两端的电压是:
,
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:
,
滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;
②只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据题意知道,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光,此时灯泡功率最大,当滑动变阻器R1的滑片P置于最左端时,灯泡两端的电压最小,功率最小,此时灯泡两端的电压是:
故此时灯泡的功率是:
即小灯泡L消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W,故②错误;
③只闭合开关S、S2、S3,则R1与R2并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.6A时,电路消耗的电功率最大,由于电源电压为18V且保持不变,所以,电路消耗的电功率是:
故③正确;
④只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,当灯泡L正常发光时,电路电流最大,此时电路消耗的电功率最大,
;
当滑动变阻器全部接入电路时,电路电阻最大,由欧姆定律知道,电流最小,此时电路消耗的电功率最小,
,
由知道,电路消耗的最小电功率是:
即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W,故④正确;
综上所述,只有C符合题意。