Question

【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

Answer 1

【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．