Question

19．如图所示电路中，电源电压U=4.5V，且保持不变，灯泡L标有“2.5V，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0-3V．s闭合，（不计灯泡电阻的变化）（　　）

• A． L正常工作时滑动变阻器接入的电阻为5Ω
• B． 电路中允许通过的最大电流是0.6A
• C． 电路中消耗的最小功率是2.25W
• D． 为保护电路，变阻器接入电路的阻值范围是4Ω-10Ω

Answer 1

分析 已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式I=$\frac{P}{U}$可求灯L正常工作时的电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；由电路中各元件安全工作，比较灯泡的额定电流和电流表以及滑动变阻器允许的最大电流确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器允许接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的最小电流，求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：灯泡L正常工作时的电流为：
I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A；
灯泡的电阻为：
R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，
由于电流表量程为0-0.6A，为了保证电路中各元件安全工作，则电路中的最大电流I_最大=0.5A，故B错误；
电路中的总电阻R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
滑动变阻器连入电路中的最小阻值R_最小=R_总-R_L=9Ω-5Ω=4Ω，故A错误；
由于电压表量程为0-3V，当电压表的示数最大U_滑′=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大；
此时灯泡两端的电压为U′=U-U_滑′=4.5V-3V=1.5V，
此时电路的电流为I_最小=$\frac{U′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为R_最大=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以为保护电路，变阻器接入电路的阻值范围是4Ω-10Ω，故D正确．
电路中消耗的最小功率是P=UI_最小=4.5V×0.3A=1.35W，故C错误．
故选D．

点评 本题考查欧姆定律及其变形的灵活运用，关键明白电路各个元件要想都安全工作，不能超过各自的额定电压，要知道串联电路电压的规律．