Question

19．如圖所示電路中，電源電壓U=4.5V，且保持不變，燈泡L標(biāo)有“2.5V，1.25W”字樣，變阻器R最大阻值為20Ω，電流表量程為0-0.6A，電壓表量程為0-3V．s閉合，（不計(jì)燈泡電阻的變化）（　　）

• A． L正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻為5Ω
• B． 電路中允許通過(guò)的最大電流是0.6A
• C． 電路中消耗的最小功率是2.25W
• D． 為保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω-10Ω

Answer 1

分析 已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求燈L正常工作時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；由電路中各元件安全工作，比較燈泡的額定電流和電流表以及滑動(dòng)變阻器允許的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流，求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答 解：燈泡L正常工作時(shí)的電流為：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A；
燈泡的電阻為：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
由于電流表量程為0-0.6A，為了保證電路中各元件安全工作，則電路中的最大電流I_最大=0.5A，故B錯(cuò)誤；
電路中的總電阻R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
滑動(dòng)變阻器連入電路中的最小阻值R_最小=R_總-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，故A錯(cuò)誤；
由于電壓表量程為0-3V，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大U_滑′=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大；
此時(shí)燈泡兩端的電壓為U′=U-U_滑′=4.5V-3V=1.5V，
此時(shí)電路的電流為I_最小=$\frac{U′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為R_最大=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以為保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω-10Ω，故D正確．
電路中消耗的最小功率是P=UI_最小=4.5V×0.3A=1.35W，故C錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查歐姆定律及其變形的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵明白電路各個(gè)元件要想都安全工作，不能超過(guò)各自的額定電壓，要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律．