如图所示电路中，电源电压为18V且恒定不变，灯泡L标有“6V3W”的字样，灯丝的电阻保持不变，滑动变阻器R铭牌...

问题详情：

如图所示电路中，电源电压为18V且恒定不变，灯泡L标有“6V 3W”的字样，灯丝的电阻保持不变，滑动变阻器R铭牌上的规格是“100Ω 1A”，电流表所用量程为0～0.6A，电压表所用量程为0～15V．该电路工作时，要求各元件均安全。闭合开关，在滑动变阻器滑片P滑动过程中，下列判断正确的是（　　）

A．电压表的示数变化范围是3V～6V

B．电流表的示数变化范围是0.25A～0.6A

C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是18Ω～100Ω  

D．该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍

【回答】

D。

【分析】由电路图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，功率和额定功率相等，根据P＝UI求出正常发光时的电流，根据串联电路的电流特点结合电流表的量程，滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，此时电压表的示数最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的功率最大，根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数，根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小电阻，利用P＝UI求出电路消耗的最大功率；

（2）利用欧姆定律求出灯泡的电阻；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，利用P＝UI求出电路消耗的最小功率，然后得出该电路消耗的最大功率和最小功率的关系。

【解答】解：由电路图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）灯泡正常发光时的电压UL＝6V，功率PL＝3W，

由P＝UI可得，正常发光时的电流：

IL＝＝＝0.5A，

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1A，

所以，电路中的最大电流I大＝IL＝0.5A，此时电压表的示数最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的功率最大，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电压表的最小示数：

UR＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V，

则电压表的示数变化范围是12V～15V，故A错误；

由I＝可得，滑动变阻器接入电路中的最小电阻：

R小＝＝＝24Ω，

电路消耗的最大功率：

P大＝UI大＝18V×0.5A＝9W；

（2）灯泡的电阻：

RL＝＝＝12Ω，

当电压表的示数UR′＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，

此时灯泡两端的电压：

UL′＝U﹣UR′＝18V﹣15V＝3V，

电路中的最小电流：

I小＝＝＝0.25A，

所以，电流表的示数变化范围是0.25A～0.5A，故B错误；

滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

R大＝＝＝60Ω，

所以，滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω～60Ω，故C错误；

电路消耗的最小功率：

P小＝UI小＝18V×0.25A＝4.5W，

由P大：P小＝9W：4.5W＝2：1，该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍，故D正确。

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的得出电路中的最大电流和最小电流是关键。

知识点：电功率

题型：选择题