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    4．在如图所示的电路中，电源电压恒为9V，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R1的规格为“30Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，假设灯丝的电阻不变．闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是（　　）
    A．整个电路消耗的总功率的变化范围是3.375～4.5W
    B．电压表示数的变化范围是3～6V
    C．滑动变阻器允许的调节范围是5～20Ω
    D．电流表示数的变化范围是0.2～0.6A

    分析 由各元件规格，根据电路特点和欧姆定律确定出变阻器的最大值和最小值，从而可判断出各表的变化范围及电功率的变化范围．

    解答 解：
    由图知，电阻R1与变阻器R2并联，后与灯泡串联，
    灯泡的额定电流I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
    灯泡的电阻RL=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
    当灯泡两端的电压为6V时，电阻与变阻器两端的电压为U1=9V-6V=3V；
    通过R1的电流I1=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
    则滑动变阻器的电流为I滑=0.5A-0.1A=0.4A，
    变阻器的阻值R滑=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{滑}}$=$\frac{3V}{0.4A}$=7.5Ω．
    A、当灯泡正常发光时的总电流最大为0.5A，电路中的总功率为P最大=UI=9V×0.5A=4.5W；
    当滑动变阻器的阻值最大为20Ω时，电路中的总电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时电路的总功率最小，
    定值电阻与变阻器的总电阻R=$\frac{{R}_{1}{R}_{滑}}{{R}_{1}+{R}_{滑}}$=$\frac{30Ω×20Ω}{30Ω+20Ω}$=12Ω；
    电路消耗的最小总功率为P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{（9V）^{2}}{12Ω+12Ω}$=3.375W．整个电路消耗的总功率的变化范围是3.375～4.5W，故A正确；
    B、当滑动变阻器的阻值为20Ω时，电路中的总电阻最大，电流最小，电压表的示数最小，为U=IR=$\frac{9V}{12Ω+12Ω}$×12Ω=4.5V；
    当灯泡正常发光时，此时电压表的示数最大，U最大=6V；
    所以电压表的变化范围是4.5V～6V，故B错误；
    C、由上分析变阻器的变化范围是7.5Ω～20Ω，故C错误；
    D、由上分析知，当变阻器的阻值为20Ω时，R1两端的电压最大，电流表的最大示数为I最大=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{9V-4.5V}{30Ω}$=0.15A；
    当灯泡正常发光时，R1两端的电压最小，电流表的最小示数为：I最小=0.1A，则电流表的变化范围为0.1A～0.15A，故D错误．
    故选A．

    点评 此题考查了动态电路的分析及欧姆定律、电功率公式的应用，此题要判断出滑动变阻器的阻值范围及电压表、电流表的示数范围，关键能够得出灯泡正常发光时是电路的最大功率，当变阻器阻值最大时是电路中的最小功率，难度较大．

    练习册系列答案
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    15．感受身边的物理--重力为3N的物体可能是（　　）
    A．
     一个苹果    		B． 
    一辆自行车    		C．
     一块橡皮    		D．
     一桶5升装色拉油

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    C．遥控器的指示灯是半导体二极管D．保险丝如果换用超导材料会更安全

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    （2）在铲车将建筑废料举高的过程中，铲车的功率；
    （3）若铲车每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2，当它将建筑废料举起静止时，铲车对水平地面的压强．

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    9．小红用刻度尺测量金属块的底面边长．如图所示，边长是2.00 cm．

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    13．小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关．于是他找来了额定电压是2.5V，电阻约为9Ω的灯L，接在电源电压恒为4.2V的电路中进行探究．
    （1）请你用笔画线代替导线将实物图补充完整，要求开关闭合前滑片开始在A端．
    （2）若连接电路后闭合开关，灯L很暗几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的AB（AB/CD）接线柱接入了电路．
    （3）小明排除错误后，按图所示的电路继续进行实验：从刚闭合开关，记录实验数据，为了使灯发光滑片P向B（A/B）端移动，测出灯L的相关物理量，记录实验数据和现象如表：
    实验次数12345678
    发光情况熄灭熄灭微光较暗较亮亮明亮更明亮
    电压U/V0.20.50.91.31.72.12.53.0
    电流I/A0.10.160.190.210.240.260.280.30
    分析实验数据可知：①灯泡的额定功率为0.7W．
    ②由实验数据可知，滑动变阻器的最大阻值为40Ω．
    ③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω（1Ω/2Ω/8.9Ω）
    （4）小明在实验结束后与同学们讨论：有同学认为在研究通过导体中的电流与电压的关系．也可以用此电路”你认为这种说法错误（正确/错误）．

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