Question

5．某同學在探究某一電學問題時，使用電路如圖所示．已知他所用電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，電源電壓為6V保持不變，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，定值電阻 R₀為10Ω．開關(guān)S閉合后，在實驗操作無誤且保證儀器安全的情況下，下列說法正確的是（　�。�

• A． 滑動變阻器接入電路的最小電阻為0Ω
• B． 電阻R₀消耗的最大功率為1.8W
• C． 電流表的最小示數(shù)為0A
• D． 電壓表的最小示數(shù)為1V

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端電壓，電流表測電路電流；
（1）電源的電壓大于電壓表的最大示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知當電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最大，此時滑動變阻器接入電路的阻值最小，結(jié)合電流表的量程和歐姆定律求出電路中的最大電流和滑動變阻器接入電路的最小阻值；利用P=I²R求出電阻R₀消耗的最大功率；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端電壓，電流表測電路電流；
（1）因為電源的電壓大于電壓表的最大示數(shù)，所以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知當電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最大；
因為電壓表量程為0～3V，所以定值電阻兩端的最大電壓為3V；
又因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以根據(jù)歐姆定律可得，電流表的最大示數(shù)：
I_max=$\frac{{U}_{max}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，因此電路中的最大電流為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的最小阻值：R_min=$\frac{U-{U}_{max}}{{I}_{max}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，故A錯誤；
電阻R₀消耗的最大功率：P_0max=（I_max）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W，故B錯誤；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電壓表的示數(shù)最小，
電路中的電流：
I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{max}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，故C錯誤；
電壓表最小示數(shù)：U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故D正確．
故選D．

點評 滑動變阻器的電阻不連入，電壓表超量程，根據(jù)電壓表的量程找出滑動變阻器連入的電阻最小值，是解本題的關(guān)鍵．