Question

如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V    0.25A”字样，滑动变阻器R₁的最大值为30Ω，定值电阻R₂=30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。①只闭合S、S₂和S₃，将变阻器R₁的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A；②只闭合开关S、S₁，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I—U图象如图乙所示。则下列说法错误的是（　　）

A.电源电压是4.5V

B.只闭合开关S、S₁，在各元件安全的情况下，滑动变阻器R₁的取值范围是8Ω-15 Ω

C.只闭合开关S、S₂、S₃，电路的最大功率是2.7W

D.只闭合开关S，滑动变阻器的最大功率是0.5W

Answer

D

【解析】

AC．只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，由图可知，L短路，电阻 与R2并联，电流表测干路电流，且I=0.45A，电路的总电阻：

，

电源电压：

U=I并R并=0.45A×10Ω=4.5V

由题可知，电流表采用量程为0~0.6A，当电流表示数最大时（I'=0.6A），电路消耗的电功率最大：

P'=UI'=4.5W×0.6A=2.7W，

故AC正确，不符合题意；

B．闭合开关S、S1，灯泡L与R1串联，R2不接入电路，电压表测变阻器R1的电压；由串联分压的规律可知，向左移动滑片P时，R1的阻值变大，电压表的示数也变大，当电压表示数最大为3V时，R1的阻值最大，则R1的电压U1大=3V，此时小灯泡两端的电压为：

，

由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，所以R1连入电路的最大电阻：

，

因灯泡的额定电流为0.25A，则可知电路中的最大电流：

I最大=0.25A＜0.6A

电流表安全，由图象可知，此时2.5V，此时R1两端的电压为：

，

则R1连入电路的最小电阻：

，

所以，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω~15Ω，故B正确，不符合题意；
D．只闭合开关S，变阻器与L串联，小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样，由图乙可知，当灯泡两端电压的为U灯=1.5V时，此时通过电路中的电流I=0.20A，则此时变阻器消耗的电功率：

P=（U-U灯）I=（4.5V-1.5V）×0.20A=0.6W＞0.5W，

即滑动变阻器的最大功率不是0.5W，故D错误，符合题意。
故选D。