Question

20．某小組做電學(xué)實驗時，電路如圖所示．已知他們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，在實驗操作無誤的情況下，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 電流表的最大示數(shù)為0.6 A
• B． 滑動變阻器消耗的最小功率為0 W
• C． 電壓表的最小示數(shù)為1 V
• D． 電阻R₀消耗的最大功率為1.8 W

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(dāng)電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最小，此時定值電阻消耗的電功率最大，滑動變阻器兩端的電壓不為0，根據(jù)P=UI可知滑動變阻器的最小電功率不可能為0，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，利用P=I²R求出電阻R₀消耗的最大功率；
（2）當(dāng)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）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最小，此時定值電阻消耗的電功率最大，滑動變阻器兩端的電壓不為0，
由P=UI可知，滑動變阻器消耗最小功率不為0，故B錯誤；
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，電壓表的量程為0～3V，所以定值電阻兩端的最大電壓：
U_0max=U-U_Rmax=6V-3V=3V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，由根據(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，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D錯誤；
（2）當(dāng)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，
電路中的電流最�。�
I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{max}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
電壓表最小示數(shù)：
U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故C正確．
故選C．

點評 若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．