题目内容

16．如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0〜0.6A，电压表的量程为0〜3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω〜20Ω
B．电流表示数允许的变化范围为0.2A〜0.5A
C．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W〜3W
D．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W

分析 滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，根据串联电路的分压原理（电阻越大，电阻两端的电压越高），当电压表的示数最小时，变阻器接入电路的电阻最大；当电流表的示数达到最大值时，变阻器接入电路的电阻最小；根据欧姆定律的应用可分别电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值，同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化．

解答 解：电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω；
由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I1=I=I2=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；
故滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω；电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W；电阻R1消耗功率最大功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W．故ABC错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即I1′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
电阻R1消耗的最小功率：P′=（I1′）2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W．
则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W；故D选项正确．
故选D．

点评 本题考查串联电路中电压、电流以及功率、滑动变阻器接入电路电阻的计算，注意求阻值范围时，根据电流表和电压表的最大值进行计算，并且会灵活运用欧姆定律．

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