Question

20．如圖所示．電源電壓為4.5V，電流表量程為“0～0.6A”，滑動變阻器規格為“10Ω，1A”，小燈泡L標有“2.5V，1.25W”（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）．在保證通過小燈泡L的電流不超過恒定電流的情況下，移動滑動變阻器的滑片，下列選項正確的是（　　）

• A． 小燈泡的額定電流是0.6A
• B． 電流表的示數變化范圍是0.3～0.5A
• C． 電壓表的示數變化范圍是0～3V
• D． 滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍是4～10Ω

Answer 1

分析 知道燈泡的額定功率和額定電壓，根據P=UI求出燈泡的額定電流；
燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的最小電壓，即電壓表的最小示數；
根據串聯電路的電流特點可知電路中的最大電流為燈泡額的電流和滑動變阻器允許通過最大電流中較小的一個，根據歐姆定律求出電壓表的最大示數，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值．

解答 解：小燈泡的額定電流I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，故A錯誤；
由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．
燈泡正常發光時的電壓為2.5V，功率為1.25W，當燈泡正常發光時，串聯電路總電壓等于各分電壓之和，此時電壓表的最小示數U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此時電路中的最大電流I_max=0.5A，
此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，最小為：R_滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，電路中的最小電流：I_min=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑max}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+10Ω}$=0.3A，
電路中電流變化的范圍是0.3A～0.5A，故B正確；
此時燈泡分擔的電壓最小U _L小=I_minR_L=0.3A×5Ω=1.5V，
滑動變阻器兩端的最大電壓：U_滑max=U-U _L小=4.5V-1.5V=3V，即電壓表最大示數，
電壓表的示數范圍為2V～3V，故C錯誤；
此時滑動變阻器的最大阻值R_max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以滑動變阻器的范圍是4Ω～10Ω，故D正確．
故選BD．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是根據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確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等．