如图所示,把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),闭
如图所示,把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器滑片向左滑动的过程中,小灯泡变暗
B. 滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω∽100Ω
C. 电路的总功率最大值为10.8W
D. 小灯泡的电功率最小值为0.75W
由实物电路可知:灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V).
A、滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大;由P=I2R可知,小灯泡的实际功率增大,则小灯泡变亮,故A错误;
B、由P=UI可得小灯泡的额定电流:I额=
P额 |
U额 |
3W |
6V |
小灯泡的电阻:RL=
U额 |
I额 |
6V |
0.5A |
因灯泡的额定电流小于0.6A,所以电路中的最大电流为I大=I额=0.5A,
由欧姆定律可得最小总电阻:R总小=
U |
I大 |
18V |
0.5A |
由串联电路的电阻特点可得,滑动变阻器连入电路的最小阻值:
R滑小=R总小-RL=36Ω-12Ω=24Ω-------①
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,电流最小;
由串联电路的电压特点可得,灯泡两端的最小电压:UL小=U-U滑大=18V-15V=3V,
则串联电路中的最小电流:I小=IL小=
UL小 |
RL |
3V |
12Ω |
所以滑动变阻器连入的最大阻值:R滑大=
U滑大 |
I小 |
15V |
0.25A |
由上面分析可知,滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω∽60Ω,故B错误;
C、电路的总功率最大值:P大=UI大=18V×0.5A=9W,故C错误;
D、小灯泡的电功率最小值:PL小=I小2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W,故D正确.
故选D.
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