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九年级物理choice一般
题目
如图所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡LL标有"4V4V,1.6W1.6W"的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器R1R_{1}标有"50Ω50\Omega,1A1A"的字样,电阻R2R_{2}阻值为10Ω10\Omega,电压表的量程为03V0\sim 3V,电流表的量程为03A0\sim 3A.将变阻器的滑片PP移至最左端,只闭合开关SSS2S_{2}S3S_{3},R2R_{2}消耗的电功率为3.6W3.6W.改变开关的通断和滑片PP的位置,在保证各元件安全的情况下最大范围移动滑片的过程中,下列选项正确的是( )
A.
闭合SSS1S_{1},小灯泡的功率范围是0.1W1.6W0.1W\sim 1.6W
B.
闭合SSS1S_{1},滑动变阻器接入电路的阻值范围是5Ω50Ω5\Omega \sim 50\Omega
C.
闭合SSS2S_{2}S3S_{3},电路总功率的范围是4.32W18W4.32W\sim 18W
D.
闭合SSS2S_{2}S3S_{3},滑动变阻器的功率范围是0.72W6W0.72W\sim 6W
知识点:电路的动态分析章节:未标注

答案与解析

答案

C

解析

AA.将滑动变阻器滑片PP移至最左端,只闭合开关SSS2S_{2}S3S_{3},电阻R2R_{2}和滑动变阻器并联,电源电压U=P2R2=3.6W×10Ω=6VU=\sqrt{{P}_{2}{R}_{2}}=\sqrt{3.6W×10Ω}=6V
小灯泡的电阻RL=U2P=(4V)21.6W=10Ω{R}_{L}=\frac{{U}_{额}{2}^{}}{{P}_{额}}=\frac{(4V)^{2}}{1.6W}=10\Omega
闭合SSS1S_{1}时,小灯泡和滑动变阻器串联,小灯泡最大功率PL=UL2RL=(6V3V)210Ω=0.9W{P}_{L小}=\frac{{{U}_{L小}}^{2}}{{R}_{L}}=\frac{(6V-3V)^{2}}{10Ω}=0.9W,小灯泡的最大功率为额定功率1.6W1.6W
所以闭闭合SSS1S_{1}时,小灯泡的功率范围为:0.9W1.6W0.9W\sim 1.6W
AA错误;
BB.闭合SSS1S_{1}时,滑动变阻器两端的最大电压为3V3V,最小电压U滑小=UU=6V4V=2VU_{滑小}=U-U_{额}=6V-4V=2V
由串联电路中电压的分配规律得:U滑小U=R滑小RL\frac{{U}_{滑小}}{{U}_{额}}=\frac{{R}_{滑小}}{{R}_{L}}U滑大UU滑大=R滑大RL\frac{{U}_{滑大}}{U-{U}_{滑大}}=\frac{{R}_{滑大}}{{R}_{L}}
2V4V=R滑小10Ω\frac{2V}{4V}=\frac{{R}_{滑小}}{10Ω}R滑小=5ΩR_{滑小}=5\Omega
3V6V3VR滑大10Ω\frac{3V}{6V-3V}\frac{{R}_{滑大}}{10Ω}R滑大=10ΩR_{滑大}=10\Omega
所以滑动变阻器接入电阻的范围为5Ω10Ω5\Omega \sim 10\Omega
BB错误;
CC.闭合SSS2S_{2}S3S_{3}时,R2R_{2}支路电流I2=UR2=6V10Ω=0.6A{I}_{2}=\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{6V}{10Ω}=0.6A
滑动变阻器支路的最小电流I滑小=UR1=6V50Ω=0.12A{I}_{滑小}=\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{6V}{50Ω}=0.12A
电路中电流的最小值I=I2+I滑小=0.6A+0.12A=0.72AI_{小}=I_{2}+I_{滑小}=0.6A+0.12A=0.72A
最小功率P=IU=0.72A×6V=4.32WP_{小}=I_{小}U=0.72A\times 6V=4.32W
最大功率P=IU=3A×6V=18WP_{大}=I_{大}U=3A\times 6V=18W
所以闭合SSS2S_{2}S3S_{3}时,电路消耗的总功率范围:4.32W18W4.32W\sim 18W
CC正确;
DD.闭合SSS2S_{2}S3S_{3}时,滑动变阻器和R2R_{2}并联,滑动变阻器接入电阻最大为50Ω50\Omega,滑动变阻器功率最小值为P滑小=U2R1=(6V)250Ω=0.72W{P}_{滑小}=\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}=\frac{(6V)^{2}}{50Ω}=0.72W
滑动变阻器支路的最大电流I滑大=II2=3A0.6A=2.4AI_{滑大}=I_{大}-I_{2}=3A-0.6A=2.4A
滑动变阻器功率最大值为P滑大=I滑大U=2.4A×6V=14.4WP_{滑大}=I_{滑大}U=2.4A\times 6V=14.4W
DD错误;
故选:CC

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