Question

【題目】將標有“2V 1W”字樣的小燈泡（燈絲電阻不變）和標有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器連接在如圖所示的電路圖中，其中電源兩端電壓恒為4.5V，電流表量程為0﹣0.6A，電壓表量程為0﹣3V．閉合開關，為保證電路安全，在移動滑動變阻器的滑片過程中，下列說法中正確的是（ ）
A.電流表示數變化范圍是0.375A﹣0.5A
B.電壓表示數變化范圍是2.4V﹣3V
C.滑動變阻器阻值變化范圍是5Ω﹣20Ω
D.電路的最大功率是2.25W

Answer 1

【答案】AD
【解析】解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．（1）根據P=UI可得，燈的額定電流：

I額= = =0.5A，

由于串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，

所以，電路中的最大電流為Imax=0.5A，

由I= 得：燈泡的電阻RL= = =4Ω，

電路中的最小總電阻R= = =9Ω，

根據串聯電路中總電阻等于各分電阻之和可知：

滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

R滑min=R﹣RL=9Ω﹣4Ω=5Ω；

滑動變阻器兩端的最小電壓為：

U滑min=ImaxR滑min=0.5A×5Ω=2.5V，

該電路的最大功率：Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W，故D正確；（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，此時電路中的電流：

I′= = =0.1875A，

則滑動變阻器兩端的電壓為Umax=IminR滑max=0.1875A×20Ω=3.75V＞3V，

所以，當滑動變阻器接入電路中的電阻不能為20Ω，

則當滑動變阻器兩端的最大電壓為3V，所以，電壓表示數的變化范圍是2.5V～3V，故C錯誤；

根據串聯電路的總電壓電壓各部分電路兩端電壓之和可知：

燈泡兩端的最小電壓為ULmin=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V，

滑動變阻器兩端的最小電壓為：

U滑min=ImaxR滑min=0.5A×5Ω=2.5V，

電路中的最小電流為Imin= = =0.375A，

則電流表示數的變化范圍是0.375A～0.5A，故A正確；

滑動變阻器接入電路中的最大電阻為：R滑max′= = =8Ω，

則滑動變阻器阻值變化范圍是5Ω﹣8Ω，故B錯誤．

故選AD．

【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．