Question

16．如图所示，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器标有“10Ω  1.5A”字样．a、b间接入阻值为20Ω的电阻时，移动滑动变阻器，电压表示数始终无法达到2.5V的原因是（　　）

• A． 20Ω的电阻阻值过小
• B． 4.5V的电源电压过低
• C． 变阻器的最大值过大
• D． 2.5V的控制电压较小

Answer 1

分析 滑动变阻器和定值电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻两端电压；根据串联电路的特点和欧姆定律得出电压表示数的表达式，根据电阻与电压的关系判断电压表示数的变化情况．

解答 解：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$，
电压表的示数：
U_R=IR=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$，
当R=20Ω，R_滑=10Ω时，U_R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$=$\frac{4.5V}{1+\frac{10Ω}{20Ω}}$=3V，
即电压表示数始终无法达到2.5V，
①因为滑动变阻器的最大电阻10Ω小于20Ω，所以电压表的示数只会大于3V，即20Ω的电阻阻值过大，变阻的最大值过大，故AC错误；
②如果电源电压大于4.5V，则电压表的最小示数会大于3V，无法达到2.5V，故B错误；
③控制电压2.5V也并不高，因为本实验中是电压表的示数始终大于2.5V，而不是小于2.5V，故D正确．
故选D．

点评 本题考查学生对串联电路电流特点和欧姆定律及滑动变阻器使用的理解和运用能力．