如图所示.电源电压为12V.R0=60Ω.滑动变阻器的规格为“50Ω 2A .电流表的量程为“0-0.6A .小灯泡上标有“6V 3W 字样．不考虑灯丝电阻变化.并保证电路安全．则( )A．S闭合.S1.S2都断开.滑动变阻器的滑片向b端滑动时.灯泡变亮B．S闭合.S1.S2都断开.调节滑动变阻器.使小灯泡正常发光.此时滑动� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

如图所示，电源电压为12V，R₀=60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω　2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V　3W”字样．不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全．则（　　）

	A．	S闭合，S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片向b端滑动时，灯泡变亮
	B．	S闭合，S₁、S₂都断开，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，此时滑动变阻器接入电路的电阻为8Ω
	C．	S、S₁、S₂都闭合，电路消耗的总功率最小值为2.4W
	D．	S、S₁、S₂都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω

分析（1）S闭合，S₁、S₂都断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流．
①根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，利用P=I²R可知灯泡实际功率的变化，进一步判断灯泡亮暗的变化；
②根据串联电路的电流特点和P=UI求出灯泡正常发光时的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值；
（2）S、S₁、S₂都闭合时，R₀与滑动变阻器并联．
①当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中消耗的总功率最小，根据并联电路的电压特点和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路消耗的总功率最小值；
②当电流表的示数最大时电路消耗的总功率最小，根据并联电路的电流特点求出通过R₀的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的最大电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻．

解答解：（1）S闭合，S₁、S₂都断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
①当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P=I²R可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故A错误；
②因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，故B错误；
（2）S、S₁、S₂都闭合时，R₀与滑动变阻器并联，
①当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中消耗的总功率最小，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电路消耗的总功率最小值：
P_小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{滑大}}$=$\frac{（12V）^{2}}{60Ω}$+$\frac{（12V）^{2}}{50Ω}$=5.28W，故C错误；
②当电流表的示数I′=0.6A最大时，电路消耗的总功率最小，
通过R₀的电流：
I₀=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{12V}{60Ω}$=0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过滑动变阻器的最大电流：
I_滑=I′-I₀=0.6A-0.2A=0.4A，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑′=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{12V}{0.4A}$=30Ω，故D正确．
故选D．