Question

6．如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為0-3V，滑動變阻器上標有“20Ω 1A”字樣，小燈泡標有“2.5V  1.25W”（燈絲電阻不變），電流表量程為0-0.6A，要求兩電表示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，下列說法中正確的是（　　）

• A． 小燈泡燈絲電阻為5Ω
• B． 該電路的最大功率是2.25W
• C． 該電路中電壓表最大示數是3V
• D． 滑動變阻器允許接入電路的最小阻值為4Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據燈泡的額定電壓和電壓表的量程可知電壓表的最大示數；
（2）根據P=UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程以及滑動變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，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P=UI求出電路的最大功率，根據歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器接入電路的最小阻值．

解答 解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）因燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表量程為0～3V，
所以，電壓表的最大示數為2.5V，故C錯誤；
（2）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，
因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流為I_大=0.5A，
該電路的最大功率：
P_大=UI_大=4.5V×0.5A=2.25W，故B正確；
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，故A正確；
因串聯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-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，故D正確．
故選ABD．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流．