Question

15．如圖電路中，電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω lA”，燈泡標(biāo)有“2.5V  1.25W”字樣，不考慮燈絲電阻的變化．若閉合開關(guān)，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 電流表示數(shù)的變化范圍是0.2～0.5A
• B． 滑動變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是4～20Ω
• C． 電壓表示數(shù)的變化范圍是1V～2.5V
• D． 該電路的最大功率是2.5 W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后結(jié)合電流表的量程確定電路中的最大電流和電壓表的最大值，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，再根據(jù)P=UI求出該電路的最大功率；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡的功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)，進(jìn)一步的得出電壓表的示數(shù)變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI可得，燈的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因?yàn)榇��?lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流為I_max=0.5A；電壓表的最大電壓為2.5V；
由I=$\frac{U}{R}$得：燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
電路中的總電阻R=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知：
滑動變阻器接入電路中的最小阻值為R_滑=R-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，
則滑動變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是4～20Ω，故B正確；
該電路的最大功率：
P_max=UI_max=4.5V×0.5A=2.25W，故D錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡的功率最小，則總阻值為R′=R_L+R_滑max=5Ω+20Ω=25Ω，
此時(shí)電路中的電流：
I_min=$\frac{U}{R′}$=$\frac{4.5V}{25Ω}$=0.18A，
所以，電流表示數(shù)的變化范圍是0.18～0.5A，故A錯(cuò)誤；
電壓表的最小示數(shù)：
U_L=I_minR_L=0.18A×5Ω=0.9V，
所以，電壓表的示數(shù)變化范圍0.9V～2.5V，故C錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電壓和電流表的量程確定電路中的最大電流，對于選擇題并不一定完全解答選項(xiàng)，只要有不正確的地方，本選項(xiàng)即為不正確．