Question

【題目】如圖甲所示電路中，電源電壓6V不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡參數(shù)“?V ?W” 模糊不清。第一次只閉合開關(guān) S、S1，滑片P從a端移到b端；第二次只閉合開關(guān)S、S2，保證電路中所有元件都安全的前提下，最大范圍內(nèi)移動(dòng)滑片P。圖乙是這兩次實(shí)驗(yàn)過程繪制的電壓表與電流表示數(shù)的關(guān)系圖像。下列判斷正確的是

①定值電阻R0的阻值為20Ω

②小燈泡的參數(shù)為“4.5V 2.25W”

③只閉合開關(guān)S、S2，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為3～45Ω

④只閉合開關(guān)S、S2，電路的總功率最大時(shí)，燈與滑動(dòng)變阻器的功率之比為3：1

A. ②④B. ②③C. ①②④D. ③④

Answer 1

【答案】A

【解析】

第一次只閉合開關(guān)S、S1，變阻器R與電阻R0串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；

第二次只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；

圖乙是這兩次實(shí)驗(yàn)過程繪制的電壓表與電流表示數(shù)的關(guān)系圖象，即滑動(dòng)變阻器的U-I圖象，第一次只閉合開關(guān)S、S1，滑片P從a端移到b端，當(dāng)滑片移到b端時(shí)，變阻器接入的阻值為0，其分得的電壓為0（即電壓表示數(shù)為0），所以圖乙中直線為滑動(dòng)變阻器與R0串聯(lián)時(shí)的圖象，曲線為滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)時(shí)的圖象；

①只閉合開關(guān)S、S1，滑片P從a端移到b端，電路中只有R0，此時(shí)電路中電流最大為：I大=0.6A，由歐姆定律，則定值電阻R0的阻值：R0==10Ω；故①錯(cuò)誤；

②圖乙中曲線為滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)時(shí)的圖象，由圖象可知，當(dāng)電壓表示數(shù)最小為1.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定電壓：U額=U-UV小=6V-1.5V=4.5V；此時(shí)電路中的電流I額=0.5A，則小燈泡的額定功率：P額=U額I額=4.5V×0.5A=2.25W；故小燈泡的參數(shù)為“4.5V 2.25W”，故②正確；

③因保證電路中所有元件都安全的前提下，最大范圍內(nèi)移動(dòng)滑片P，由圖乙可知，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為5V時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大，此時(shí)的電流為I滑=0.25A，由歐姆定律可得，變阻器連入電路的最大電阻：R滑大==20Ω；故③錯(cuò)誤；

④只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電路的總功率最大時(shí)，電流最大為0.5A，此時(shí)電壓表示數(shù)U1=1.5V；此時(shí)燈泡兩端電壓UL=U-U1=6V-1.5V=4.5V；則燈與變阻器的功率之比為PL：P1=ULI：U1I=UL：U1=4.5V：1.5V=3：1，故④正確。