Question

9．如圖所示的電路中，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“20Ω 1A”，燈泡標(biāo)有“2.5V 0.5A”，若開(kāi)關(guān)閉合，兩電表示數(shù)均不超過(guò)所選的量程，燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定電壓，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 電流表的示數(shù)變化范圍0.18A～0.6A
• B． 電壓表的示數(shù)變化范圍1V～2.5V
• C． 滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的阻值范圍是4Ω～20Ω
• D． 該電路最大功率是2.5W

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的最大示數(shù)，比較燈泡的額定電流和電流表的量程以及滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定電路中的最大電流，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(dòng)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(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流，然后確定電流表的變化范圍，根據(jù)歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)，然后確定電壓表的示數(shù)變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）因燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表量程為0～3V，
所以，電壓表的最大示數(shù)為2.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流為I_大=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻和電路中的總電阻分別為：
R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑小=R-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，
滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是4～20Ω，故C正確；
該電路的最大功率：
P_大=UI_大=4.5V×0.5A=2.25W，故D錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電流表的示數(shù)最小，電壓表的示數(shù)最小，
此時(shí)電路中的電流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+20Ω}$=0.18A，
所以，電流表示數(shù)的變化范圍是0.18A～0.5A，故A錯(cuò)誤；
電壓表的最小示數(shù)：
U_L=I_小R_L=0.18A×5Ω=0.9V，
所以，電壓表的示數(shù)變化范圍0.9V～2.5V，故B錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 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)燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流以及電壓表的最大示數(shù)，對(duì)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．