题目内容
【题目】如图所示,电源电压为6V且保持不变,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗最大功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
【答案】D
【解析】解:A、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与灯泡串联.
由P= 可得,小灯泡电阻RL= = =6Ω,
由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流:I= = =0.5A,
当电路中电流最大时,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:R小= = =6Ω;
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,则最大阻值R大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω;故A错误;
B、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电阻最小时电流最大,其最大电流:I最大= =0.5A
电路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W;故B错误;
C、S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,通过R0的电流:I1= = =0.2A,
当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I2= = =0.3A,
则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A,
电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W,故C错误;
D、由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻R总= = =10Ω,
滑动变阻器与R0并联,则 = + ,即: = + ,
解得R滑=15Ω.故D正确.
故选D.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.