如图所示电路中,电源电压U=4.5V不变,电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围为(  )A. 2.5~10ΩB. 0~20ΩC. 2.5~20ΩD. 0~10Ω

问题描述:

如图所示电路中,电源电压U=4.5V不变,电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围为(  )
A. 2.5~10Ω
B. 0~20Ω
C. 2.5~20Ω
D. 0~10Ω

由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,电路中的总电阻变大,
∵I=

U
R

∴电路中电流表的示数变小、并联在R1两端电压表的示数变小,
则滑动变阻器的电阻可以完全接入电路中,即为20Ω;
(2)当电压表的示数为3V时,电路中的电流:
I=
U1
R1
=
3V
=0.6A,
∵电流表量程是0~0.6A,
∴电路中的电流I′=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:
R=
U
I′
=
4.5V
0.6A
=7.5Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2=R-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω;
综上所述,滑动变阻器接入电路中的电阻范围为2.5Ω~20Ω.
故选C.
答案解析:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流表的示数变小、并联在R1两端电压表的示数变小,据此可知滑动变阻器的电阻可以完全接入电路中;
(2)根据欧姆定律求出电压表的示数为3V时电路中的电流,然后结合电流表的量程判断出滑动变阻器接入电路中的电阻最小时那个电表先达到满量程,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出最小值,进一步得出滑动变阻器接入电路中的电阻范围.
考试点:欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;电阻的串联.
知识点:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是判断出滑动变阻器接入电路中的电阻最小时那个电表先达到满量程.