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滑=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滑=
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滑′=15V时,灯泡两端的电压:
UL′=U-U滑′=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滑′=
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.