Question

1．如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”，小燈泡標有“2.5V　1.25W”（燈絲電阻不變）．電流表量程為“0～0.6A”，在保證電路元件安全的情況下，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小燈泡的燈絲電阻為8Ω
• B． 該電路功率變化范圍是1.35W～2.7W
• C． 滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍是4～10Ω
• D． 電流表最大示數(shù)為0.6A

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=UI可得求出燈泡L正常工作時的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，然后與電流表的量程和變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流即電流表的最大示數(shù)，此時電路的總功率最大，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)P=UI求出電路的最大電功率，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，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；
（2）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，電路的總功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的最小電流，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小功率，再根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出答案．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡L正常工作時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，故A錯誤；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.5A，即電流表最大示數(shù)為0.5A，故D錯誤；
此時電路的總功率最大，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
電路的最大電功率：
P_大=UI_大=4.5V×0.5A=2.25W，
電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑小=R_總-R_L=9Ω-5Ω=4Ω；
（2）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，電路的總功率最小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，此時燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑=4.5V-3V=1.5V，
電路中的電流：
I_小=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
電路消耗的最小功率：
P_小=UI_小=4.5V×0.3A=1.35W，
所以，該電路功率變化范圍是1.35W～2.25W，故B錯誤；
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑大=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以，滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍是4～10Ω，故C正確．
故選C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流．