某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，灯泡L标有“3V0.9W”字样（

Question

某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω　2A”，灯泡L标有“3V　0.9W”字样（忽略灯丝电阻变化）．在实验中为了保证所有电路元件的安全，下列判断正确的是（　　）

A. 该电路中，变阻器R接入电路的阻值变化范围为0～20Ω

B. 该电路消耗的总功率的变化范围为1.2 W～3.6 W

C. 该电路中，电流表示数的变化范围为0.2 A～0.6 A

D. 该电路中，电灯消耗功率的变化范围为0.4 W～0.9 W

Answer 1

由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流：
I_L额=(PL额)/(UL额)=(0.9W)/(3V)=0.3A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，
所以，电流表的最大示数为I_大=0.3A，
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，灯泡消耗的电功率0.9W最大，电路消耗的总功率最大，
由I=(U)/(R)可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为：
R_L=(UL额)/(IL额)=(3V)/(0.3A)=10Ω，R=(U)/(I大)=(6V)/(0.3A)=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑=R-R_L=20Ω-10Ω=10Ω，
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是10Ω～20Ω，故A错误；
该电路的最大功率：
P_大=UI_大=6V×0.3A=1.8W；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流表的示数最小，电路消耗的功率和灯泡消耗的功率最小，
此时电路中的电流：
I_小=(U)/(RL+R)=(6V)/(10Ω+20Ω)=0.2A，
所以，电流表示数的变化范围是0.2A～0.3A，故C错误；
灯泡消耗的最小功率：
P_L′=I_小²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W，
所以，电灯消耗功率的变化范围为0.4W～0.9W，故D正确；
电路消耗的最小功率：
P_小=UI_小=6V×0.2A=1.2W，
所以，该电路消耗的总功率的变化范围为1.2W～1.8W，故B错误．
故选D．