如圖1所示的電路中,R1為5Ω的定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關S後,滑片P從a端一段到b端...
問題詳情:
如圖1所示的電路中,R1為5Ω的定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關S後,滑片P從a端一段到b端.電流表示數I與電壓表示數U的變化關係如圖2所示,則下列說法正確的是( )
A.滑片向左移,電壓表示數變大,電流表示數變大
B.電源電壓是6V
C.R2的最大阻值為5Ω
D.此電路中R1的最小功率為0.2W
【回答】
D【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】由電路圖可知,R1與R2串聯,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)根據滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,根據歐姆定律可知電路中電流的變化和R1兩端的電壓變化,根據串聯電路電壓特點可知電壓表示數的變化;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路為R1的簡單電路,電路中的電流最大,根據歐姆定律表示出電源的電壓;當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,電壓表的示數最大,根據圖象讀出電錶的示數,利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值,利用串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式即可求出R1的阻值,進一步求出電源的電壓;
(3)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小、R1的功率最小,根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流,根據P=I2R求出R1的最小功率.
【解答】解:由電路圖可知,R1與R2串聯,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)當滑片向左移時,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大,
由U=IR可知,R1兩端的電壓變大,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,R2兩端的電壓變小,即電壓表的示數變小,故A錯誤;
(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路中的電流最大,由圖2可知I1=0.6A,
則電源的電壓:
U=I1R1=0.6A×R1,
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,
由圖2可知,I2=0.2A,U2=2V,
則滑動變阻器的最大阻值:
R2===10Ω,故C錯誤;
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,電源的電壓:
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
因電源的電壓不變,
所以,0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
電源的電壓U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V,故B錯誤;
(3)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小、R1的功率最小,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I===0.2A,
R1的最小功率:
P1=I2R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故D正確.
故選D.
【點評】本題考查了電路的動態分析和串聯電路的特點、歐姆定律、電功率公式的應用,關鍵是知道滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小、滑動變阻器接入電路中的電阻最小時電路中的電流最大.
知識點:電功率
題型:選擇題
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