Question

16．如圖所示，電源電壓恒為4.5V，滑動變阻器標有“10Ω  1.5A”字樣．a(chǎn)、b間接入阻值為20Ω的電阻時，移動滑動變阻器，電壓表示數(shù)始終無法達到2.5V的原因是（　　）

• A． 20Ω的電阻阻值過小
• B． 4.5V的電源電壓過低
• C． 變阻器的最大值過大
• D． 2.5V的控制電壓較小

Answer 1

分析 滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電壓表測量定值電阻兩端電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律得出電壓表示數(shù)的表達式，根據(jù)電阻與電壓的關(guān)系判斷電壓表示數(shù)的變化情況．

解答 解：因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$，
電壓表的示數(shù)：
U_R=IR=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$，
當R=20Ω，R_滑=10Ω時，U_R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$=$\frac{4.5V}{1+\frac{10Ω}{20Ω}}$=3V，
即電壓表示數(shù)始終無法達到2.5V，
①因為滑動變阻器的最大電阻10Ω小于20Ω，所以電壓表的示數(shù)只會大于3V，即20Ω的電阻阻值過大，變阻的最大值過大，故AC錯誤；
②如果電源電壓大于4.5V，則電壓表的最小示數(shù)會大于3V，無法達到2.5V，故B錯誤；
③控制電壓2.5V也并不高，因為本實驗中是電壓表的示數(shù)始終大于2.5V，而不是小于2.5V，故D正確．
故選D．

點評 本題考查學(xué)生對串聯(lián)電路電流特點和歐姆定律及滑動變阻器使用的理解和運用能力．