Question

3．如圖所示，電源電壓恒為6V，定值電阻盡R₁=10Ω，滑動變阻器R₂的最大阻值為 20Ω，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．閉合開關(guān)S，滑片P從b端向a端移動的過程中，在保證兩表安全使用的情況下，則（　�。�

• A． 電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變大
• B． 電流表的示數(shù)變化范圍為0.2A～0.6A
• C． 電阻R₁消耗的功率的變化范圍為0.4W～0.9W
• D． 電阻R₂的兩端電壓的變化范圍為0V～4V

Answer 1

分析 由電路圖可知，電阻R₁和滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中電流；
根據(jù)滑動變阻器的移動可知電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律求出電路中電流的變化，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)變化，從而知變阻器電壓變化；利用P=UI求得電阻R₁消耗的功率的變化范圍．

解答 解：
由圖知，R₁和R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中電流；
（1）滑片由b端移到a端的過程中，滑動變阻器的阻值變小，電路中的總電阻變��；
電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大；
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知R₁兩端電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，故A錯誤．
（2）當(dāng)滑片在b端時，變阻器連入阻值最大，R₁、R₂串聯(lián)，
電路的總電阻最大為：R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω，
此時電路中的電流最小為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
電壓表的示數(shù)最小為：U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V；
此時R₁的功率：P₁=U₁I=2V×0.2A=0.4W；
當(dāng)滑片向a端時，R₁兩端電壓為電源電壓，因?yàn)殡妷罕斫尤腚娐返牧砍虨?nbsp;0～3V，所以電壓表示數(shù)最大為3V，此時電路中電流最大．
此時電路中的電流為：I′=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
電流不超過電流表量程，符合題意，
故滑片由b端移到a端的過程中，電流表的示數(shù)變化范圍是0.2A～0.3A，故B錯誤；
電壓表變化范圍：2V～3V，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，滑動變阻器的電壓變化范圍為：3V-4V，故D錯誤；
此時R₁的功率：P₁′=U₁′I′=3V×0.3A=0.9W．
所以R₁消耗的功率的變化范圍為0.4W～0.9W．故C正確．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查串聯(lián)電路中電壓、電流以及功率、滑動變阻器接入電路電阻的計(jì)算，關(guān)鍵是滑動變阻器處于不同位置時電路圖的辨別和電表量程的判斷，并且會靈活運(yùn)用歐姆定律．