(2010•平谷区一模)如图所示,把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为120Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒

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  • 解题思路:由图可知灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;

    (1)当滑动变阻器滑片向左移动的过程中,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的电阻分压特点可知滑动变阻器两端的电压变化;

    (2)已知小灯泡的规格“6V 3W”,则可求出灯泡的电阻及额定电流,比较额定电流及电流表的最大量程,可得出电路中允许通过的最大电流,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律求出电路的电阻,利用电阻的串联特点求出滑动变阻器接入电路的最小值,再根据P=UI求出此时电路中的最大功率;

    (3)当电压表的示数为15V时,滑动变阻器连入的电阻最大,电路中的电流最小,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流、滑动变阻器接入电路的最大阻值,再根据P=UI求出灯泡的最小电功率,进一步得出滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围.

    (1)当滑动变阻器滑片向左移动的过程中,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;

    根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大;

    根据串联电路的电阻分压特点可知,滑动变阻器两端分得的电压变小,即电压表的示数变小.

    (2)灯丝的电阻为:

    RL=

    U2额

    P额=

    (6V)2

    3W=12Ω,

    灯正常发光时的电流为:

    IL=

    P额

    U额=[3W/6V]=0.5A;

    所以由题知可知电路中的最大电流应为I最大=0.5A,

    即:I最大=[U

    RL+R最小=

    18V

    12Ω +R最小=0.5A,

    ∴滑动变阻器连入电路的最小值R最小=24Ω,

    电路中电功率最大:P最大=UI最大=18V×0.5A=9W.

    (3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,电路中的电流最小,

    ∵U=UL′+UR

    ∴UL′=U-UR=18V-15V=3V,

    此时电路中最小的电流为:

    I′=

    U′L

    RL=

    3V/12Ω]=0.25A,

    滑动变阻器连入的最大电阻为:

    R最大=

    UR

    I′=[15V/0.25A]=60Ω;

    此时小灯泡的电功率最小为:

    P=ULI′=3V×0.25A=0.75W;

    由此可知:滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω.

    故选BD.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.

    考点点评: 本题关键:一是根据灯的铭牌求出允许通过的最大电流、确定滑动变阻器连入的最小阻值;二是根据电压表的量程求出滑动变阻器两端的最大电压、确定滑动变阻器连入的最大阻值.