Question

【題目】如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變。小燈泡L標有“2.5V 0.25A”字樣，滑動變阻器R1的最大值為30Ω，定值電阻R2=30Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。①只閉合S、S2和S3，將變阻器R1的滑片P調到中點時，電流表示數為0.45A；②只閉合開關S、S1，移動變阻器的滑片P，小燈泡L的I—U圖象如圖乙所示。則下列說法錯誤的是（　　）

A.電源電壓是4.5V

B.只閉合開關S、S1，在各元件安全的情況下，滑動變阻器R1的取值范圍是8Ω-15 Ω

C.只閉合開關S、S2、S3，電路的最大功率是2.7W

D.只閉合開關S，滑動變阻器的最大功率是0.5W

Answer 1

【答案】D

【解析】

AC．只閉合開關S、S2和S3，將變阻器R1的滑片P調到中點時，由圖可知，L短路，電阻 與R2并聯，電流表測干路電流，且I=0.45A，電路的總電阻：

，

電源電壓：

U=I并R并=0.45A×10Ω=4.5V

由題可知，電流表采用量程為0~0.6A，當電流表示數最大時（I'=0.6A），電路消耗的電功率最大：

P'=UI'=4.5W×0.6A=2.7W，

故AC正確，不符合題意；

B．閉合開關S、S1，燈泡L與R1串聯，R2不接入電路，電壓表測變阻器R1的電壓；由串聯分壓的規律可知，向左移動滑片P時，R1的阻值變大，電壓表的示數也變大，當電壓表示數最大為3V時，R1的阻值最大，則R1的電壓U1大=3V，此時小燈泡兩端的電壓為：

，

由圖乙可知電路中最小電流：I最小=0.2A，所以R1連入電路的最大電阻：

，

因燈泡的額定電流為0.25A，則可知電路中的最大電流：

I最大=0.25A＜0.6A

電流表安全，由圖象可知，此時2.5V，此時R1兩端的電壓為：

，

則R1連入電路的最小電阻：

，

所以，在保證各元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍是8Ω~15Ω，故B正確，不符合題意；
D．只閉合開關S，變阻器與L串聯，小燈泡L標有“2.5V0.25A”字樣，由圖乙可知，當燈泡兩端電壓的為U燈=1.5V時，此時通過電路中的電流I=0.20A，則此時變阻器消耗的電功率：

P=（U-U燈）I=（4.5V-1.5V）×0.20A=0.6W＞0.5W，

即滑動變阻器的最大功率不是0.5W，故D錯誤，符合題意。
故選D。