Question

20．如图所示．电源电压为4.5V，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω，1A”，小灯泡L标有“2.5V，1.25W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）．在保证通过小灯泡L的电流不超过恒定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是（　　）

• A． 小灯泡的额定电流是0.6A
• B． 电流表的示数变化范围是0.3～0.5A
• C． 电压表的示数变化范围是0～3V
• D． 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4～10Ω

Answer 1

分析 知道灯泡的额定功率和额定电压，根据P=UI求出灯泡的额定电流；
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的最小电压，即电压表的最小示数；
根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个，根据欧姆定律求出电压表的最大示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值．

解答 解：小灯泡的额定电流I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1.25W}{2.5V}$=0.5A，故A错误；
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压．
灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，当灯泡正常发光时，串联电路总电压等于各分电压之和，此时电压表的最小示数U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
此时电路中的最大电流I_max=0.5A，
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R_滑min=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{max}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
灯泡的电阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω，电路中的最小电流：I_min=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑max}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+10Ω}$=0.3A，
电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故B正确；
此时灯泡分担的电压最小U _L小=I_minR_L=0.3A×5Ω=1.5V，
滑动变阻器两端的最大电压：U_滑max=U-U _L小=4.5V-1.5V=3V，即电压表最大示数，
电压表的示数范围为2V～3V，故C错误；
此时滑动变阻器的最大阻值R_max=$\frac{{U}_{滑max}}{{I}_{min}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
所以滑动变阻器的范围是4Ω～10Ω，故D正确．
故选BD．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流，并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．