Question

19．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．s閉合，（不計燈泡電阻的變化）（　�。�

• A． L正常工作時滑動變阻器接入的電阻為5Ω
• B． 電路中允許通過的最大電流是0.6A
• C． 電路中消耗的最小功率是2.25W
• D． 為保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω-10Ω

Answer 1

分析 已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求燈L正常工作時的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；由電路中各元件安全工作，比較燈泡的額定電流和電流表以及滑動變阻器允許的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動變阻器接入電路的最小值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時，滑動變阻器允許接入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流，求出滑動變阻器的最大阻值．

解答 解：燈泡L正常工作時的電流為：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A；
燈泡的電阻為：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
由于電流表量程為0-0.6A，為了保證電路中各元件安全工作，則電路中的最大電流I_最大=0.5A，故B錯誤；
電路中的總電阻R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
滑動變阻器連入電路中的最小阻值R_最小=R_總-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，故A錯誤；
由于電壓表量程為0-3V，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大U_滑′=3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大；
此時燈泡兩端的電壓為U′=U-U_滑′=4.5V-3V=1.5V，
此時電路的電流為I_最小=$\frac{U′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動變阻器接入電路的最大阻值為R_最大=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以為保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω-10Ω，故D正確．
電路中消耗的最小功率是P=UI_最小=4.5V×0.3A=1.35W，故C錯誤．
故選D．

點(diǎn)評 本題考查歐姆定律及其變形的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵明白電路各個元件要想都安全工作，不能超過各自的額定電壓，要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律．