Question

【題目】如圖所示，電源電壓為6V且保持不變，R0=30Ω，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“3V 1.5W”字樣．不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（ ）
A.當S閉合，S1、S2都斷開時，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～20Ω
B.當S閉合，S1、S2都斷開時，電路消耗最大功率是3.6W
C.當S、S1、S2都閉合時，電路消耗的總功率最小值為2.4W
D.當S、S1、S2都閉合時，滑動變阻器接入電路的最小阻值是15Ω

Answer 1

【答案】D
【解析】解：A、S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器與燈泡串聯．
由P= 可得，小燈泡電阻RL= = =6Ω，
由P=UI可得小燈泡正常發光時的電流：I= = =0.5A，
當電路中電流最大時，電阻最小，則滑動變阻器接入電路的最小阻值：R小= = =6Ω；
滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，則最大阻值R大=20Ω，故滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6Ω～20Ω；故A錯誤；
B、S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器與L串聯，電阻最小時電流最大，其最大電流：I最大= =0.5A
電路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W；故B錯誤；
C、S、S1、S2都閉合，滑動變阻器與R0并聯，通過R0的電流：I1= = =0.2A，
當滑動變阻器的阻值最大時，此支路上的電流最小，則I2= = =0.3A，
則干路上的電流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，
電路消耗的總功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W，故C錯誤；
D、由電流表的量程可知，干路中的最大電流為0.6A，則電路消耗的總功率最大，
電路中的總電阻R總= = =10Ω，
滑動變阻器與R0并聯，則 = + ，即： = + ，
解得R滑=15Ω．故D正確．
故選D．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．