Question

如图的电路中，电源电压为18V且保持不变，小灯泡L标有“6V   3W”字样，定值电阻R₂的阻值为90Ω，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0~15V。当只闭合开关S，滑动变阻器R₁的滑片P置于中点时，灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。则下列说法正确的是(    )

①动变阻器R₁的最大阻值为50Ω

②只闭合开关S、S₁，在各元件安全的情况下，小灯泡L消耗的电功率的取值范围是1.08W~3W

③只闭合开关S、S₂、S₃，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的最大电功率是10.8W

④只闭合开关S、S₁，在各元件安全的情况下，整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

Answer

C

【解析】

①根据题意知道，当只闭合开关S，滑动变阻器R1的滑片P置于中点时，灯泡L正常发光，此时由图知道，滑动变阻器与灯泡串联，由于小灯泡L标有“6V 3W”字样，所以，此时电路的电流是：

灯泡的电阻是：

,

又因为电源电压为18V，所以，滑动变阻器两端的电压是：

，

由欧姆定律知道，滑动变阻器接入电路的电阻是：

，

滑动变阻器的最大阻值是60Ω，故①错误；

②只闭合开关S、S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，根据题意知道，滑动变阻器R1的滑片P置于中点时，灯泡L正常发光，此时灯泡功率最大，当滑动变阻器R1的滑片P置于最左端时，灯泡两端的电压最小，功率最小，此时灯泡两端的电压是：

故此时灯泡的功率是：

即小灯泡L消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W，故②错误；

③只闭合开关S、S2、S3，则R1与R2并联，灯泡被短路，电流表测量干路电流，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.6A时，电路消耗的电功率最大，由于电源电压为18V且保持不变，所以，电路消耗的电功率是：

故③正确；

④只闭合开关S、S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器与灯泡串联，当灯泡L正常发光时，电路电流最大，此时电路消耗的电功率最大，

；

当滑动变阻器全部接入电路时，电路电阻最大，由欧姆定律知道，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，

，

由知道，电路消耗的最小电功率是：

即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W，故④正确；

综上所述，只有C符合题意。