单选题 · 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用

①②．由电路图可知，闭合开关 S 后，R₁与 R₂串联，电压表测 R₂两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当变阻器接入电路中的电阻 R₂=40Ω 时，其两端的电压 U₂=12V，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流 I₁=I₂=U₂/R₂=12V/40Ω=0.3A。 电源的电压：U=I₁R₁+U₂=0.3A×R₁+12V。 当变阻器接入电路中的电阻 R'₂=70Ω 时，其两端的电压 U'₂=14V，此时电路中的电流 I'₁=I'₂=U'₂/R'₂=14V/70Ω=0.2A。 则电源的电压：U=I'₁R₁+U'₂=0.2A×R₁+14V。 联立可得：U=18V，R₁=20Ω，故①②正确； ③．当电压表的示数 U_{2 大}=15V 时，根据串联电路的分压特点可得 R₁两端的电压：U₁=U‑U_{2 大}=18V‑15V=3V。 此时电路中的电流 I₃=U₁/R₁=3V/20Ω=0.15A。 此时滑动变阻器接入电路中的电阻 R''₂=U_{2 大}/I₃=15V/0.15A=100Ω＜200Ω。 则电路中电流表的最小示数为 0.15A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大。当滑动变阻器接入电阻为 0 时，电路中的电流 I₄=U/R₁=18V/20Ω=0.9A＞0.6A。 则电路中的最大电流为 0.6A，所以，电流表示数的变化范围是 0.15A～0.6A，故③正确； ④．根据 I=U/R 可知电路中的最小总电阻为 R_总小=U/I_大=18V/0.6A=30Ω。 根据串联电路的总电阻等于分电阻的阻值之和可知，滑动变阻器接入电路中的最小电阻 R_{2 小}=R_总小‑R₁=30Ω‑20Ω=10Ω。 则滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是 10Ω～100Ω，故④错误。 综上所述，①②③正确，④错误，故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。