Question

如圖所示電路中，電源電壓U=4.5V，且保持不變，燈泡L標(biāo)有“2.5V，1.25W”字樣，變阻器R最大阻值為20Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．為保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是（不計燈泡電阻的變化）（ ）

A．4Ω～10Ω
B．5Ω～20Ω
C．4Ω～20Ω
D．5Ω～10Ω

Answer 1

【答案】分析：已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=求出燈泡正常發(fā)光時的電流；根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；滑動變阻器接入電路的阻值最大時，也就是說兩端的電壓最大時，電壓表示數(shù)為3V，求出燈泡兩端的電壓，進(jìn)一步求出電路的電流，根據(jù)公式R=求出滑動變阻器接入電路的最大阻值．為了保證電路的安全，電路中最大電流應(yīng)該是電流表的最大量程和燈泡的額定電流中最小的一個，然后根據(jù)公式R=求出電路總電阻，進(jìn)一步求出滑動變阻器接入電路的最小阻值．
解答：解：燈泡正常發(fā)光時的電流為：I_額===0.5A，
燈泡燈絲電阻為R_L===5Ω，
滑動變阻器接入電路的阻值最大時電壓表示數(shù)應(yīng)等于3V，此時燈泡兩端電壓為：
U_L=4.5V-3V=1.5V，
此時電路中的電流為I₁===0.3A，
滑動變阻器接入電路的最大阻值為：
R_m===10Ω，
電路中的最大電流為燈泡的額定電流I_m=0.5A，此時電路中的總電阻為：
R_總===9Ω，
則滑動變阻器接入電路的最小阻值為：
R_a=R_總-R_L=9Ω-5Ω=4Ω．
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍為4Ω～10Ω．
故選A．
點評：本題考查電流、電壓和電阻的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點是求滑動變阻器接入電路的最大電阻和最小電阻的確定．