图所示,电源电压为6V,一只标有“3V 3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为( )A. 6 W 4.5 VB. 4.5 W 6 VC. 6 W 6 VD. 9 W 4.5 V
问题描述:
图所示,电源电压为6V,一只标有“3V 3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为( )
A. 6 W 4.5 V
B. 4.5 W 6 V
C. 6 W 6 V
D. 9 W 4.5 V
答
(1)灯泡的额定电流:
IL额=
=PL额 UL额
=1A,3W 3V
灯泡的电阻:
RL=
=UL额 IL额
=3Ω;3V 1A
(2)灯泡正常发光时,电路中的电流Imax=1A最大,
电路消耗的最大电功率Pmax=UImax=6V×1A=6W;
(3)当滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器两端的电压最大,
电路中的电流:
I′=
=U
RL+R
=0.5A,6V 3Ω+9Ω
滑动变阻器两端的最大电压:
URmax=I′R=0.5A×9Ω=4.5V.
故选A.
答案解析:(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据I=
求出额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻;P U
(2)灯泡正常发光时电路消耗的电功率最大,根据P=UI求出电路消耗的最大电功率;
(3)当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压最大;根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的最大电压.
考试点:电功率的计算;欧姆定律的应用;电阻的串联.
知识点:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡正常发光时电路中的电流最大,难点是滑动变阻器两端最大电压的判断.