(2014•南岸区模拟)如图所示,电源电压为18V且保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0-0.6A,滑动

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  • 解题思路:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.

    (1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI和串联电路的电流特点求出电路中的电流,结合电流表的量程确定电路的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总功率最小,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出不正确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)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为15V时灯泡两端的电压,根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后结合滑动变阻器的最大阻值确定电压表的示数可以达到15V,根据P=UI求出电路消耗的最小总功率,进一步得出电路消耗总功率的范围.

    由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.

    (1)灯泡正常发光时的电压为6V,功率为3W,

    因串联电路中各处的电流相等,

    所以,由P=UI可得,电路中的电流:

    I=IL=

    PL

    UL=[3W/6V]=0.5A,

    而电流表的量程为0~0.6A,则电路的最大电流为0.5A,故B不正确;

    此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电压表的示数最小,电路消耗的总功率最大,

    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两端的电压:

    U=U-UL=18V-6V=12V,

    由I=[U/R]可得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:

    R=

    U滑

    I=[12V/0.5A]=24Ω,故C不正确;

    电路消耗的最大功率:

    Pmax=UI=18V×0.5A=9W;

    (2)灯泡的电阻:

    RL=

    UL

    IL=[6V/0.5A]=12Ω,

    当电压表的示数U′=15V时,灯泡两端的电压:

    UL′=U-U′=18V-15V=3V,

    电路中的电流:

    I′=

    UL′

    RL=[3V/12Ω]=0.25A,

    滑动变阻器接入电路中的电阻:

    R′=

    U滑′

    I′=[15V/0.25A]=60Ω<100Ω,

    所以,电压表的示数可以达到15V,故D不正确;

    此时电路消耗的总功率最小,

    Pmin=UI′=18V×0.25A=4.5W,

    即电路消耗的功率范围为4.5~9W,故A正确.

    故选A.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;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的应用,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,容易出错的地方是电路中最大电流的确定,要考虑灯泡的额定电流.