Question

5．如圖甲所示的電路中，R₁為定值電阻，R₂為滑動變阻器，電源電壓6V且保持不變．閉合開關(guān)S后，滑片P從b端移動到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示．下列判斷錯誤的是（　　）

• A． R₁的電阻為20Ω
• B． 滑動變阻器的最大電阻為10Ω
• C． 電路消耗的最小總功率為1.2W
• D． 電路消耗的最大總功率為2W

Answer 1

分析 由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時電路中的電流最大，只有R₁連入，由圖象讀出電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出R₁的電阻；
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，由圖象讀出電流和電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可得出滑動變阻器的最大電阻和電源的電壓；最后根據(jù)P=UI即可求出消耗的最小功率和最大總功率．

解答 解：由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖乙可知I₁=0.3A，
根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=0.6A×R₁，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由圖乙可知，I₂=0.2A，U₂=2V，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得，滑動變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，故B正確；
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和和歐姆定律得：
電源的電壓：
U=I₂R₁+U₂=0.2A×R₁+2V，
由于電源的電壓不變，則：
0.6A×R₁=0.2A×R₁+2V，
解得：R₁=5Ω，故A錯誤；
電源的電壓U=0.6A×R₁=0.6A×5Ω=3V．
當電路中電流最小時，消耗的總功率最小，即P_最小=UI₂=3V×0.2A=0.6W，故C錯誤；
當電路中電流最大時，消耗的總功率最大，即P_最大=UI₁=3V×0.3A=0.9W故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點、歐姆定律以及功率計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小、滑動變阻器接入電路中的電阻最小時電路中的電流最大．