Question

13．電路圖如圖甲所示，當(dāng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示，不考慮電表對(duì)電路的影響．則（　�。�

• A． 圖乙中直線BC是電壓表V₁的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化圖象
• B． 變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電壓表V₂讀數(shù)逐漸增加
• C． 此電路中，變阻器消耗的最大功率為4W
• D． 此電路中，R₀消耗的最大功率為12W

Answer 1

分析 當(dāng)變阻器的滑動(dòng)片向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，電路中電流減小，定值電阻R₀的電壓減小，路端電壓增大，來判斷兩個(gè)電壓表的示數(shù)對(duì)應(yīng)的圖線．
定值電阻R₀等于圖線AC的斜率大小．由數(shù)學(xué)知識(shí)求出圖線的斜率求解R₀．圖線BC反映路端電壓與電流的關(guān)系，其斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由數(shù)學(xué)知識(shí)求出電源的內(nèi)阻．再閉合電路歐姆定律求出電源的電動(dòng)勢(shì)．將定值電阻R₀和電源當(dāng)作一個(gè)等效電源，當(dāng)?shù)刃щ娫吹膬?nèi)電阻和變阻器電阻相等時(shí)，等效電源輸出功率最大，即變阻器消耗的功率最大．電路中電流最大時(shí)，R₀消耗的功率最大．

解答 解：AB、當(dāng)變阻器的滑動(dòng)片向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，電路中電流減小，定值電阻R₀的電壓減小，路端電壓增大，由圖分析可得V₁的讀數(shù)對(duì)應(yīng)直線AC、V₂的讀數(shù)對(duì)應(yīng)直線BC．且變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電路減小，電壓表V₂讀數(shù)逐漸減�。�故A正確，B錯(cuò)誤．
C、定值電阻為 R₀=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{1.5}{0.5}$Ω=3Ω；
對(duì)于直線AC，由閉合電路歐姆定律E=U+Ir得
  E=7.5+0.5r       
  E=6+2r
可得電源的電動(dòng)勢(shì) E=8V，內(nèi)阻 r=1Ω   
當(dāng)R=R₀+r=4Ω時(shí)，變阻器消耗的電功率最大．此時(shí)變阻器的電壓 U_R=$\frac{E}{2}$=4V
變阻器消耗的最大功率為 P_R=$\frac{{U}_{R}^{2}}{R}$=$\frac{{4}^{2}}{4}$W=4W，故C正確．
D、當(dāng)R=0時(shí)電路中電流最大，R₀消耗的功率最大，此時(shí)電路中電流為 I=2A，R₀消耗的最大功率為 P=I²R₀=2²×3W=12W．故D正確．
故選：ACD

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)物理圖象的理解能力，可以把本題看成動(dòng)態(tài)分析問題，來選擇兩電表示對(duì)應(yīng)的圖線，根據(jù)圖象的斜率和截距研究圖象的意義．