Question

如图所示，电源电压为6 V 且保持不变，R₀=30 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，电流表的量程为“0~0.6 A”，小灯泡上标有“3 V　1.5 W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则

A.当S闭合，S₁、S₂都断开时，电路消耗的最大功率是3.6 W

B.当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~20 Ω

C.当S、S₁、S₂都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15 Ω

D.当S、S₁、S₂都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4 W

Answer

C

【解析】

AB．当S闭合，、都断开，滑动变阻器与灯泡串联。由P=可得，小灯泡电阻

= ==6Ω，

由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流：

= ==0.5A，

所以，当灯泡正常发光时电路中电流最大为：

I最大=IL=0.5A，

则电路消耗最大功率：

P最大=UI最大=6V×0.5A=3W；

故A错误；不符合题意；

电流最大为0.5A时，总电阻最小，根据欧姆定律可得最小总电阻：

R总最小=UI最大=6V0.5A=12Ω，

因串联电路的总电阻等于各电阻之和，

所以滑动变阻器接入电路的最小阻值：

R小=R总最小−RL=12Ω−6Ω═6Ω；

滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大=20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω∼20Ω；故B错误；不符合题意；

C．当S、S1、S2都闭合，由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，

根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得，

通过滑动变阻器的最大电流为：

I滑最大=I−I1=0.6A−0.2A=0.4A，

根据欧姆定律可得滑动变阻器的最小值：

R′滑最小===15Ω，

故C正确；符合题意；

D．当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：

I1===0.2A，

当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小，则I2小===0.3A，

则干路上的最小电流：

I最小=I1+I2小=0.2A+0.3A=0.5A，

电路消耗的总功率最小值：

P最小=UI最小=6V×0.5A=3W，

故D错误，不符合题意。