如图所示,定值电阻R1的阻值18Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为150Ω,电源电压为18V,电流表选择0~0.6A量程,电压表的量程为0~15V.为了保证电路各元件安全,滑动变阻器R2的阻值变化范围为(  )A. 0Ω~150ΩB. 20Ω~100ΩC. 12Ω~90ΩD. 20Ω~90Ω

问题描述:

如图所示,定值电阻R1的阻值18Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为150Ω,电源电压为18V,电流表选择0~0.6A量程,电压表的量程为0~15V.为了保证电路各元件安全,滑动变阻器R2的阻值变化范围为(  )
A. 0Ω~150Ω
B. 20Ω~100Ω
C. 12Ω~90Ω
D. 20Ω~90Ω

当电流表示数为I1=0.6A时,
电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×18Ω=10.8V;
滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=18V-10.8V=7.2V,
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R=

U2
I1
=
7.2V
0.6A
=12Ω;
当电压表示数最大为U=15V时,
R1两端电压为U1′=U-U=18V-15V=3V,
电路电流为I2=
U
1
R1
=
3V
18Ω
=
1
6
A,
滑动变阻器接入电路的电阻最大为R=
U
I2
=
15V
1
6
A
=90Ω.
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω~90Ω.
故选C.
答案解析:从电路图可知,滑动变阻器与电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,电流表示数最大为0.6A,电压表示数最大为15V,根据欧姆定律分别算出对应的滑动变阻器的阻值.
考试点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
知识点:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律应用;关键是确定滑动变阻器的取值范围,需要考虑电流表和电压表的安全使用问题,既不要超过电流表量程,也不要超过电压表量程.