Question

【题目】如图甲所示电路中，电源电压6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，小灯泡参数“?V ?W” 模糊不清。第一次只闭合开关 S、S1，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是

①定值电阻R0的阻值为20Ω

②小灯泡的参数为“4.5V 2.25W”

③只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为3～45Ω

④只闭合开关S、S2，电路的总功率最大时，灯与滑动变阻器的功率之比为3：1

A. ②④B. ②③C. ①②④D. ③④

Answer 1

【答案】A

【解析】

第一次只闭合开关S、S1，变阻器R与电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

第二次只闭合开关S、S2，变阻器R与灯泡L串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图象，即滑动变阻器的U-I图象，第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，当滑片移到b端时，变阻器接入的阻值为0，其分得的电压为0（即电压表示数为0），所以图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图象，曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象；

①只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，电路中只有R0，此时电路中电流最大为：I大=0.6A，由欧姆定律，则定值电阻R0的阻值：R0==10Ω；故①错误；

②图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象，由图象可知，当电压表示数最小为1.5V时，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压：U额=U-UV小=6V-1.5V=4.5V；此时电路中的电流I额=0.5A，则小灯泡的额定功率：P额=U额I额=4.5V×0.5A=2.25W；故小灯泡的参数为“4.5V 2.25W”，故②正确；

③因保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，由图乙可知，当电压表示数最大为5V时，变阻器连入电路中的电阻最大，此时的电流为I滑=0.25A，由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最大电阻：R滑大==20Ω；故③错误；

④只闭合开关S、S2，变阻器R与灯泡L串联，电路的总功率最大时，电流最大为0.5A，此时电压表示数U1=1.5V；此时灯泡两端电压UL=U-U1=6V-1.5V=4.5V；则灯与变阻器的功率之比为PL：P1=ULI：U1I=UL：U1=4.5V：1.5V=3：1，故④正确。