Question

3．如圖甲所示是某同學(xué)探究電流與電壓關(guān)系的電路圖，開關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，則由此可知（　�。�

• A． 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端滑動(dòng)時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)都變小
• B． 該電路的電源電壓為3V
• C． 該電路最小電功率為1.8W
• D． R的阻值變化范圍是0～5Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R₁兩端的電壓變化；
（2）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，電壓表測電源的電壓，電流表的示數(shù)最大，根據(jù)圖象讀出電壓表的示數(shù)即為電源的電壓；
（3）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電流表的示數(shù)最小，電路的電功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，進(jìn)一步得出變阻器的變化范圍，根據(jù)P=UI求出該電路最小電功率．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大，
由U=IR可知，R₁兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，電壓表測電源的電壓，電流表的示數(shù)最大，
由圖象可知，電壓表的最大示數(shù)為3V，即電源的電壓U=3V，故B正確；
（3）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電流表的示數(shù)最小，電路的電功率最小，
由圖象可知，電壓表的示數(shù)U₁=0.5V，電流表的示數(shù)I=0.1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U₁=3V-0.5V=2.5V，
滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω，
則R的阻值變化范圍是0～25Ω，故D錯(cuò)誤；
該電路最小電功率：
P=UI=3V×0.1A=0.3W，故C錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖象中獲取有用的信息．