Question

20．在研究“一定電壓下．電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，電路如圖所示．電源電壓恒為6V．滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．在a、b間先后接入不同阻值的定值電阻R．移動(dòng)滑片P．使電壓表示數(shù)為3V，讀出電流表的示數(shù)．當(dāng)30Ω的電阻接人a、b間時(shí)，電壓表示數(shù)始終無法達(dá)到3V．其原因可能是（　�。�

• A． 電源電壓6V太低
• B． 滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
• C． 控制的電壓3V太高
• D． 30Ω的阻值太小

Answer 1

分析 滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電壓表測量定值電阻兩端電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律得出電壓表示數(shù)的表達(dá)式，根據(jù)電阻與電壓的關(guān)系判斷電壓表示數(shù)的變化情況．

解答 解：因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$，
電壓表的示數(shù)：
U_R=IR=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$，
當(dāng)R=30Ω，R_滑=20Ω時(shí)，U_R=$\frac{U}{1+\frac{{R}_{滑}}{R}}$=$\frac{6V}{1+\frac{20Ω}{30Ω}}$=$\frac{12}{7}$V=3.6V，
即電壓表示數(shù)始終無法達(dá)到3V，
①如果電源電壓大于6V，則電壓表的最小示數(shù)會(huì)大于3.6V，無法達(dá)到3V，故A錯(cuò)誤；
②因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的最大電阻20Ω小于30Ω，所以電壓表的示數(shù)只會(huì)大于或等于3.6V，故滑動(dòng)變阻器的電阻太小，故B正確；
③控制電壓3V也并不高，因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)中是電壓表的示數(shù)始終大于或等于3.6V，而不是小于3.6V，C錯(cuò)誤；
④30Ω太大，所以分壓太多，才會(huì)造成電壓表的示數(shù)始終大于或等于3.6V，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律及滑動(dòng)變阻器使用的理解和運(yùn)用能力，要注意串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，反之越�。�