Question

4．如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V不變，小燈泡標(biāo)有“2.5V 5歐”字樣，滑動變阻器R標(biāo)有“20Ω 1A”．電流表量程為“0～0.6A”，電壓表量程為“0～3V”，燈泡的電阻不隨溫度變化．為了保護(hù)各電表和元件，滑動變阻器R允許接入電路的阻值范圍是（　�。�

• A． 2.5～10Ω
• B． 0～30Ω
• C． 4～10Ω
• D． 3～6Ω

Answer 1

分析 根據(jù)燈上標(biāo)有字樣的含義求出燈正常工作時(shí)的電流大小，確定電路允許通過的最大電流，
根據(jù)歐姆定律求出電路的最小總電阻，由串聯(lián)電阻的規(guī)律求出變阻器連入電路中的最小電阻；
根據(jù)分壓理，變阻器連入電路中的電阻越大，電壓表示數(shù)最大，根據(jù)電壓表的最大示數(shù)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出燈的實(shí)際電壓，根據(jù)分壓原理求出變阻器連入電路中的最大電阻．

解答 解：
小燈泡標(biāo)有“2.5V 5歐”字樣，表示燈的額定電壓為2.5V，正常工作時(shí)的電阻為5歐，
小燈泡正常工作時(shí)的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A＜0.6A＜1A，
故電路中允許通過的最大電流為0.5A，
根據(jù)歐姆定律，此時(shí)電路的總電阻最小，則最小總電阻：R_總小=$\frac{U}{I}=\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，變阻器連入電路中的最小電阻：R_滑小=R_總小-R=9Ω-5Ω=4Ω；
根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻越大，變阻器分得的電壓最大，
電壓表量程為“0～3V，所以變阻器的最大電壓為U_滑大=3V，
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，此時(shí)燈的電壓U_燈=U-U_滑大=4.5V-3V=1.5V；
變阻器的電壓為燈的電壓的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，
根據(jù)分壓原理可知，此時(shí)變阻器連入電路中的最大電阻：R_滑大=2R=2×5Ω=10Ω．
故為了保護(hù)各電表和元件，滑動變阻器R允許接入電路的阻值范圍是4～10Ω．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律的運(yùn)用，關(guān)鍵是判斷變阻器連入電路最小和最大的條件．