Question

20．在如圖所示的電路中，直流電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻R=2Ω，定值電阻R₀=1Ω，滑動(dòng)變阻器R的電阻為0～5Ω，電壓表為量程適當(dāng)?shù)睦硐腚妷罕�，在變阻器滑片P從端點(diǎn)a滑向b的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電壓表讀數(shù)先減小后增大
• B． 電源輸出功率先減小后增大
• C． 定值電阻R₀消耗的最大熱功率為3 W
• D． 滑動(dòng)變阻器消耗的最大熱功率為3 W

Answer 1

分析 滑片P由左端a向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電路的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電壓表示數(shù)的變化，當(dāng)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，分析電源輸出功率的變化，根據(jù)電流的變化，根據(jù)${P}_{0}={I}^{2}{R}_{0}$求解定值電阻R₀消耗的最大功率，將R₀看成電源的內(nèi)阻，根據(jù)推論分析滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率．

解答 解：A、變阻器滑片P從端點(diǎn)a滑向b的過(guò)程中，阻值變小，則總電阻減小，總電流增大，電源內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小，所以電壓表讀數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，所以當(dāng)變阻器阻值為R₁=R-R₀=2-1=1Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，所以在變阻器滑片P從端點(diǎn)a滑向b的過(guò)程中，電源的輸出功率先增大，后減小，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)${P}_{0}={I}^{2}{R}_{0}$可知，當(dāng)電流最大時(shí)，R₀消耗的功率最大，此時(shí)變阻器電阻等于0，則定值電阻R₀消耗的最大熱功${P}_{0}={I}^{2}{R}_{0}=（\frac{6}{2+1}）^{2}×1=4W$，故C錯(cuò)誤；
D、把定值電阻R₀看成電源內(nèi)阻，則當(dāng)變阻器電阻R₂=R+R₀=2+1=3Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，最大功率為${P}_{max}=\frac{{E}^{2}}{4（R+{R}_{0}）}=\frac{36}{4×3}=3W$，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題屬于閉合電路的動(dòng)態(tài)分析，關(guān)鍵抓住不變量，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻不變，然后結(jié)合閉合電路歐姆定律以及功率公式去解決，知道當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，難度適中．