【题目】如图所示,电源电压为6 V 且保持不变,R0=30 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,小灯泡上标有“3 V 1.5 W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则
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A.当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗的最大功率是3.6 W
B.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4~20 Ω
C.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15 Ω
D.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4 W
【答案】C
【解析】
AB.当S闭合,
、
都断开,滑动变阻器与灯泡串联。由P=
可得,小灯泡电阻![]()
=
=
=6Ω,
由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流:
=
=
=0.5A,
所以,当灯泡正常发光时电路中电流最大为:
I最大=IL=0.5A,
则电路消耗最大功率:
P最大=UI最大=6V×0.5A=3W;
故A错误;不符合题意;
电流最大为0.5A时,总电阻最小,根据欧姆定律可得最小总电阻:
R总最小=UI最大=6V0.5A=12Ω,
因串联电路的总电阻等于各电阻之和,
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值:
R小=R总最小RL=12Ω6Ω═6Ω;
滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,则最大阻值R大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω20Ω;故B错误;不符合题意;
C.当S、S1、S2都闭合,由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得,
通过滑动变阻器的最大电流为:
I滑最大=II1=0.6A0.2A=0.4A,
根据欧姆定律可得滑动变阻器的最小值:
R′滑最小=
=
=15Ω,
故C正确;符合题意;
D.当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小=
=
=0.3A,
则干路上的最小电流:
I最小=I1+I2小=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D错误,不符合题意。