Question

17．如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0-3V”，電流表量程為“0-0.6A”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω 1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”（燈絲電阻不變），在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列說法正確的是（　　）

• A． 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω～10Ω
• B． 電路的最大電流是0.6A
• C． 電壓表示數(shù)變化范圍是1～3V
• D． 電路消耗的最小功率為1.35W

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡正常發(fā)光電流，由歐姆定律可計(jì)算燈泡電阻；
根據(jù)燈泡正常發(fā)光的電流和電流表量程，可確定電路中允許通過的最大電流；
（2）當(dāng)燈泡兩端的電壓最大時(shí)，由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知電壓表的最小示數(shù)；已知電壓表的量程，可確定電壓表的最大示數(shù)，從而得到電壓表的示數(shù)變化范圍；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值最大時(shí)，電壓表示數(shù)最大為3V，電路中電流最小，據(jù)此確定電路中的最小電流，從而計(jì)算電路消耗的最小功率；
根據(jù)電路中允許通過的最大電流和最小電流，利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)計(jì)算滑動(dòng)變阻器的取值范圍．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．
（1）根據(jù)P=UI可得，燈泡正常發(fā)光的電流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
則燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
燈泡正常發(fā)光的電流為0.5A，電流表量程0～0.6A，為保證串聯(lián)電路的安全，則電路中的最大電流I_最大=I_L=0.5A，故B錯(cuò)誤；
（2）燈泡兩端的電壓最大為2.5V，則電壓表的最小示數(shù)為U_滑小=U-U_L=4.5V-2.5V=2V；
此時(shí)電路中的電流最大，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，
滑動(dòng)變阻器的最小阻值：R_滑最小=$\frac{{U}_{滑小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
電壓表量程為“0～3V”，所以電壓表的最大示數(shù)U_滑大=3V，
則電壓表示數(shù)變化范圍是2V～3V，故C錯(cuò)誤；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大為3V，電路中的電流最小，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，此時(shí)燈泡兩端電壓最小，
則燈泡兩端的最小電壓U_L小=U-U_滑大=4.5V-3V=1.5V，
由歐姆定律可得，電路中的最小電流：I_最小=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
所以，電路消耗的最小功率P_最小=UI_最小=4.5V×0.3A=1.35W，故D正確；
滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R_滑最大=$\frac{{U}_{滑大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
結(jié)合前面的分析可知，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω～10Ω，故A正確．
故選AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．