Question

（2013•海淀区二模）如图所示电路中，电源两端电压保持18V不变．小灯泡L上标有“6V 2.4W”，不考虑灯

Answer 1

解题思路：由电路图可知，灯泡与R₁、R₂串联，电压表V₁测灯泡L与R₁两端的电压之和，电压表V₂测R₁和R₂两端的电压之和，电流表测电路中的电流．

（1）根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据串联电路的电流特点结合电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路的总功率最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小值，根据P=UI求出电路消耗的最大总功率；

（2）当电压表V₂的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小电流，利用欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最大值，利用P=UI求出电路消耗的最小总功率．

由电路图可知，灯泡与R₁、R₂串联，电压表V₁测灯泡L与R₁两端的电压之和，电压表V₂测R₁和R₂两端的电压之和，电流表测电路中的电流．

（1）灯泡正常发光时，两端的电压U_L=6V，P_L=2.4W，

由P=UI可得，灯泡的额定电流：

I_L=

PL

UL=[2.4W/6V]=0.4A，

由I=[U/R]可得，灯泡的电阻：

R_L=

UL

IL=[6V/0.4A]=15Ω，

∵串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，

∴电路中的最大电流I_max=0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路的总功率最大，

电路中的总电阻：

R=[U

Imax=

18V/0.4A]=45Ω，

∵串联电路中总电阻等于分电阻之和，

∴R_1min=R-R_L-R₂=45Ω-15Ω-20Ω=10Ω，故A不正确；

电路消耗的最大总功率：

P_max=UI_max=18V×0.4A=7.2W，故D不正确；

（2）当电压表V₂的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，

灯泡两端的电压：

U_L′=U-U_V2max=18V-15V=3V，

此时电路中的电流：

I_min=

U′L

RL=[3V/15Ω]=0.2A，

电路中的总电阻：

R′=[U

Imin=

18V/0.2A]=90Ω，

滑动变阻器接入电路中的最大电阻：

R_1min=R′-R_L-R₂=90Ω-15Ω-20Ω=55Ω，

即滑动变阻器可以调节的范围是10Ω～55Ω，故B正确；

电路消耗的最小总功率：

P_min=UI_min=18V×0.2A=3.6W，故C不正确．

故选B．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联；电路的动态分析；电功率的计算．

考点点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是电路中最大电流和最小电流的确定，要注意灯泡正常发光时电压表V1示数达到了最大，电压表V1的示数最大时电路中的电流最小．