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11.如圖所示,電源電壓為18V保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,小燈泡上標有“6V  3W”字樣,滑動變阻器的規(guī)格為“100Ω 1A”,要求開關閉合后兩個電表的示數(shù)均不超過所選量程,且燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓(燈絲電阻不變),則下列說法正確的是( �。�
A.電流表的示數(shù)變化范圍為0.25~0.6A
B.滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24~100Ω
C.燈泡的電功率變化范圍是0.75~3W
D.整個電路的電功率變化范圍是4.5~10.8W

分析 由圖可知燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器的電壓,電流表測電路中的電流;
(1)已知小燈泡的規(guī)格“6V  3W”,則可求出燈泡的電阻及額定電流,比較額定電流及電流表的最大量程,可得出電路中允許通過的最大電流,此時滑動變阻器接入電路的電阻最小,根據(jù)歐姆定律求出電路的電阻,利用電阻的串聯(lián)特點求出滑動變阻器接入電路的最小值,再根據(jù)P=UI求出此時電路中的最大功率.根據(jù)P=I2R求出燈泡的最大功率.
(2)當電壓表的示數(shù)為15V時,滑動變阻器連入的電阻最大,電路中的電流最小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電路中的電流、滑動變阻器接入電路的最大阻值,再根據(jù)P=UI求出燈泡和電路中的最小電功率,進一步得出滑動變阻器接入電路的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍.

解答 解:由圖可知燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器的電壓,電流表測電路中的電流;
(1)由P=U2R得燈絲的電阻為:
RL=U2P=6V23W=12Ω,
燈正常發(fā)光時的電流為:
IL=URL=\frac{6V}{12Ω}=0.5A;
則IL=<0.6A,所以電路中的最大電流應為Imax=IL=0.5A,故燈泡正常發(fā)光,功率為額定功率3W;
由歐姆定律得:電路中的最小阻值Rmin=\frac{U}{{I}_{max}}=\frac{18V}{0.5A}=36Ω;
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知:
滑動變阻器連入電路的最小值R滑min=Rmin-RL=36Ω-12Ω=24Ω;
電路中電功率最大:Pmax=UImax=18V×0.5A=9W.
(2)為保護電壓表,滑動變阻器兩端的最大電壓為15V,此時滑動變阻器連入的電阻最大,電路中的電流最小,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知:UL′=U-U=18V-15V=3V,
此時電路中最小的電流為:
Imin=\frac{U′}{{R}_{L}}=\frac{3V}{12Ω}=0.25A,
滑動變阻器連入的最大電阻為:
R滑max=\frac{{U}_{滑}}{{I}_{min}}=\frac{15V}{0.25A}=60Ω;
此時小燈泡的電功率最小為:
PLmin=ULImin=3V×0.25A=0.75W;
電路中最小電功率:Pmin=UImin=18V×0.25A=4.5W.
由此可知:
電流表的示數(shù)變化范圍為0.25~0.5A,故A錯誤;
滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24~60Ω,故B錯誤;
燈泡的電功率變化范圍是0.75~3W,故C正確
整個電路的電功率變化范圍是4.5~9W,故D錯誤.
故選C.

點評 本題關鍵:一是根據(jù)燈的銘牌求出允許通過的最大電流、確定滑動變阻器連入的最小阻值;二是根據(jù)電壓表的量程求出滑動變阻器兩端的最大電壓、確定滑動變阻器連入的最大阻值.

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