16 . 如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。灯泡L上标有“6V 3W” (灯丝

16 . 如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。灯泡L上标有“6V 3W”（灯丝电阻随温度变化可忽略不计），R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电压表V的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A。闭合开关S后，在调节滑动变阻器滑片位置的过程中，保证两电表的示数均不超过其量程，灯泡L两端的电压也不超过其额定电压。在此调节过程中，其中一电表的示数曾达到其刻度的最大值，电压表示数的最大值与最小值之比为5：4，在电压表的示数出现最大值和最小值的这两种状态下滑动变阻器的电功率相等，且灯泡在其中一种状态下能正常工作。下列说法中正确的是

A．定值电阻R1的电功率最小值为0.75W

B．滑动变阻器接入电路中的阻值调节范围是12Ω~60Ω

C．电流表示数变化的范围是0.4 A ~0.5 A

D．电路的总电功率最大值为10.5W

考点：电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电阻的串联．元件及仪表的安全。滑动变阻器的阻值范围。

专题：应用题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率．

分析：（1）灯泡的额定电流I L为0.5A，电流表的量程为0----0.6A，所以电流表不可能达到满刻度，电路最大电流不能超过0.5A。

（2）电压表达到满刻度时，即U最大=15V，此时，滑动变阻器的阻值最大为R2最大，电路中的电流最小为I最小。根据U最大/U最小=5/4，可求出U最小，此时灯泡正常工作，两端电压为U L=6V.。根据串联电路的电压特点求出电源电压，进一步可求出I最小。

（3）电路电流为I最大=I L=0.5A时，滑动变阻器的阻值为最小R2最小，电压表的示数为最小U最小，利用在电压表的示数出现最大值和最小值的这两种状态下滑动变阻器的电功率相等及电源电压不变的条件求出华帝安能变阻器的阻值范围。

（4）电路中电流最小时R1消耗的电功率最小。电路中电流最大时电路的总电功率最大。根据相应的公式求出他们的大小。

解析：解：（1）由题知，U最大/U最小=5/4，可得U最小= U最大4/5=4×15V/5=12V

此时灯泡正常工作，两端电压为U L=6V，

由P=U2/R，灯泡的阻值R L=U L2/P L=（6V）2/3W=12Ω

∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴电源电压：U=U最小+U L额=12V+6V=18V

此时电路中的电流I最小=（U-V最大）/R L=（18V-15V）/12Ω=0.25A

电流表示数范围为0.25A～0.5A，故C项错误。

（2）电压表示数最大时R1+R2最大=U最大/I最小=15V/0.25A=60Ω

电压表示数最小时R1+R2最小=U最小/I最大=12V/0.5A=24Ω

可得：R2最大- R2最小=60Ω-24Ω=36Ω………………①

两种状态下电源电压不变，

即：U=I最大（R L+R1+R2最小）=I最小（R L+R1+R2最大）

可得电流表示数最大值和最小值的比值：

I最大/ I最小=（R L+R1+R2最大）/（R L+R1+R2最小）=（12Ω+60Ω）/（12Ω+24Ω）=2/1

两种状态下R2的电功率相等，即：P最大=P最小

P最大=I最大2R2最小P最小=I最小2R2最大

I最大2R2最小= I最小2R2最大

R2最大/R2最小=（I最大/I最小）2=4/1

可得：R2最大=4R2最小………………………………②

由①和②可得：R2最大=48ΩR2最小=12Ω

滑动变阻器的阻值调节范围为12Ω～48Ω. 故B项错误。

（3）定值电阻R1的阻值R1=60Ω-R2最大=60Ω-48Ω=12Ω

R1消耗的最小电功率P1最小=I最小2R1=（0.25A）2×12Ω=0.75W 故A项正确（4）电流最大时电路的总功率最大

P最大=U I最大=18V×0.5A=9W 故D项错误。

所以选A.

点评：本题作为压轴题，有一定的难度。主要是考察串联电路电流和电压的特点，滑动变阻器阻值范围确定，电路表及电压表示数范围的确定，电功率的计算，会利用欧姆定律和电功率公式进行计算，关键是公式和公式变形的理解和灵活应用。