(2013•大东区一模)把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连在总电

(2013•大东区一模)把标有“6V3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连在总电压恒为l8V的电路中,如图所示.电流表和电压表选择的量程分别为“0-0.3A”和“0-15V”.要求闭合开关S后,两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值,且灯泡L两端电压不超过额定值(设灯丝电阻不变).下列说法正确的是(  )
A.电路中允许通过的最大电流为0.6A
B.小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
C.滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω~60Ω
D.小灯泡L和滑动变阻器Rw总电功率的最大值为9W
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贴心宝贝 幼苗

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解题思路:(1)根据灯泡额定功率、额定电压求灯泡电阻.
电路中电流最大,电源电压不变,总电阻最小,滑片接入电路的电阻最小,根据串联电路电阻起分担电压的作用,电压表所测电压最小,电压表在电路中一定没有烧坏的可能.
要考虑灯泡的额定电流和电流表允许通过的最大电流,电路中最大电流为这两个值的最小值.
根据电源电压和电路最大电流值,求出电路最小电阻,求出滑动变阻器最小电阻.
(2)由电源电压和电路中允许通过的最大电流,根据P=UI,求出电路最大功率.
(3)灯泡的功率最小,电路电流最小,滑动变阻器接入电路阻值最大,电压表示数最大为15V,此时电路电流减小,不会烧坏电流表和灯泡.
当滑动变阻器为15V,灯泡实际电压可以求出,又知灯泡的电阻,求出此时灯泡电流,
根据P=UI,计算灯泡实际功率.
根据R=[U/I],可以求出滑动变阻器的最大阻值.

灯泡电阻为RL=

U2L
PL=
(6V)2
3W=12Ω.
(1)电路中电流最大,总电阻最小,电压表示数最小,不会烧坏电压表.
电流表的量程是0~0.6A,允许通过最大电流为0.6A.
灯泡额定电流为:IL=
PL
UL=[3W/6V]=0.5A.
灯泡和电流表串联,电路中最大电流为0.5A.
电路中电阻为R=[U
IL=
18V/0.5A]=36Ω.
所以,滑动变阻器连入电路最小电阻为:R=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω.
(2)电路中最大功率为P=UIL=18V×0.5A=9W.
(3)灯泡串联在电路中,电功率最小,电阻不变,电流变小,滑动变阻器连入电路的电阻最大.
根据串联电路中各串联导体起分担电压作用,电阻越大,分担电压越大,此时滑动变阻器分担电压最大为15V,
所以,灯泡电压为:UL小=U-U'=18V-15V=3V.
所以灯泡最小功率为:PL小=

U2L小
RL=
(3V)2
12Ω=0.75W.
∵这时电路中电流为:IL小=

U L小
RL=[3V/12Ω]=0.25A,
∴滑动变阻器连入电路最大阻值为:R=[U′
IL小=
15V/0.25A]=60Ω.
所以,电路允许通过的最大电流为0.5A,
电路消耗总电功率的最大值为9W,
小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W,
滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω~60Ω.
故选BCD.

点评:
本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的变形公式.

考点点评: 题目中主要涉及到电流表的量程,电压表的量程,灯泡的额定电流和额定电压,当电流表满量程时,兼顾电压表的量程和灯泡的额定电压和额定电流;当电压表满量程时,兼顾电流表的量程和灯泡的额定电压和额定电流;当灯泡正常工作时,兼顾电流表的量程和电压表的量程,三者同时兼顾,不要损坏任何一个元件.

1年前

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