题目内容

如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,灯泡L标有“2.5 V,1.25W”字样,变阻器R最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3 V。为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围是(不计灯泡电阻的变化)(   )

A.4Ω~10ΩB.5Ω~20Ω
C.4Ω~20ΩD.5Ω~10Ω

A

解析试题分析:分析电路可知:灯L与滑动变阻器R串联,A测串联电路中的电流,V测R两端电压。本电路中三个元件需要保护,通过电流表的电流不能超过0.6A,电压表的示数(即R两端电压)不能超过3V,还要注意灯泡两端电压不能超过2.5V,或者说通过灯泡的电流不能超过IL=PL/UL=1.25W/2.5V=0.5A,综合分析可得出,为了保护电路,电路中的电流≤0.5A,R两端的电压≤3V。
先求出灯泡的电阻 :RL=UL2/PL=(2.5V)2/1.25W=5Ω
当电路中的电流≤0.5A时:I=U/(RL+R)=4.5V/(5Ω+R)≤0。5A解得:R≥4Ω
当R两端的电压≤3V时:解得:R≤10Ω,
综上可得:变阻器的变阻范围在4Ω~10Ω之间。
考点:动态电路分析,欧姆定律计算,变阻器的作用,串联电路中电流、电压的规律

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