Question

如圖所示，電源電壓為6V，一只標有“3V  3W”的小燈泡與一個最大阻值為9Ω的滑動變阻器串聯，在保證電路安全工作的前提下，電路消耗的最大功率和滑動變阻器兩端的最大電壓分別為（ ）

A．6W 4.5V
B．4.5W 6V
C．6W 6V
D．9W 4.5V

Answer 1

【答案】分析：小燈泡的額定電壓“3V”和額定功率“3W”就已經決定了該電路所允許通過的最大電流，所以要算電路消耗的最大功率，就需要先算出小燈泡的額定電流，額定電流可根據公式I=進行計算．算出小燈泡的額定電流以后，就可以根據公式P=UI算出電路消耗的最大功率．
當滑動變阻器的阻值最大時，電路中的電流最小，燈泡兩端的電壓最小，滑動變阻器兩端的電壓最大．要計算當滑動變阻器阻值為9Ω時變阻器兩端的電壓時，我們需要先算出此時電路中的電流是多少．而要算電流，我們還需要先算出小燈泡的電阻（燈泡電阻可根據公式R=進行計算），然后算出小燈泡和滑動變阻器的總電阻，再根據歐姆定律公式I=算出電路中的電流，最后根據公式U=IR就可以算出滑動變阻器兩端的電壓．
解答：解：小燈泡的額定電流：I_L===1A，故電路允許通過的最大電流是1A，
電路消耗的最大功率：P=UI_L=6V×1A=6W，
當滑動變阻器阻值最大時，滑動變阻器兩端的電壓最大，
小燈泡的電阻：R_L===3Ω，
電路的總電阻：R_總=R_L+R_滑=3Ω+9Ω=12Ω，
電路中的電流：I===0.5A，
滑動變阻器兩端的最大電壓：U_滑=IR_滑=0.5A×9Ω=4.5V．
故選 A．
點評：本題考查了學生對于歐姆定律的應用和電功率公式的應用，難易適中，是一道好題．
解答本題要清楚：小燈泡的額定電流決定了電路允許通過的最大電流；滑動變阻器的阻值大小決定了它兩端的電壓大小；運用歐姆定律和電功率公式分析是解答本題的關鍵．