Question

【题目】如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0=40Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，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，电路消耗最大功率是3.2W
B.当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为3.0W
C.当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器的阻值范围是6Ω～20Ω
D.当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是18Ω

Answer 1

【答案】C
【解析】A、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，A不符合题意；
B、S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：I1= = =0.15A，
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=0.15A+0.3A=0.45A，
电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=6V×0.45A=2.7W，B不符合题意；
C、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；C符合题意；
D、当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器与R0并联，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．D不符合题意．
故答案为：C.
（1）由图知，当S闭合，S1、S2都断开时，L与R串联，电流表测电路中的电流，
根据P=计算灯泡的电阻，根据P=UI计算灯泡的额定电流，由电流表的量程和变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，由P=UI计算电路消耗的最大功率，根据欧姆定律和串联特点计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R0与R并联，电流表测干路电流，当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，根据电阻的并联计算电路中的最大总电阻，根据P=计算电路的最小功率；当电流表的示数最大时，变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律计算最小总电阻，利用电阻的并联计算变阻器接入电路的最小阻值.