Question

2．如圖1所示的電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，兩個(gè)電阻的U-I關(guān)系圖象如圖2所示，則下列判斷不正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為6V
• B． 定值電阻R₁的阻值為20Ω
• C． 滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω
• D． 電路消耗的總功率變化范圍1.2W～3.6W

Answer 1

分析 從“U-I”關(guān)系圖象可以看出，甲為滑動(dòng)變阻器的關(guān)系圖象，因?yàn)樽詈箅妷鹤優(yōu)?，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為0，乙為電阻R₁的圖象．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出電表的示數(shù)，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，利用歐姆定律求出電阻R₁的電阻和滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（2）電路中的電流最小時(shí)電路中的總功率最小，電路中的電流最大時(shí)電路的總功率最大，根據(jù)P=UI求出其大小，然后得出答案．

解答 解：從“U-I”關(guān)系圖象可以看出，甲為滑動(dòng)變阻器的關(guān)系圖象，因?yàn)樽詈箅妷鹤優(yōu)?，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為0，乙為電阻R₁的圖象；
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的電流最小，
由圖乙可知，此時(shí)電路中的電流I=0.2A，電阻R₁的電壓U₁=2V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₂=4V，
因串聯(lián)電路總電壓等于各支路電壓之和，
所以，電源電壓為U=U₁+U₂=2V+4V=6V，故A正確；
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，故B錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器的阻值最大為：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
即滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω，故C正確；
（2）電路中的電流最小時(shí)，電路的總功率最小，則
P_小=UI=6V×0.2A=1.2W，
由圖象可知，電路中的最大電流I′=0.6A，則電路的最大總功率：
P_大=UI′=6V×0.6A=3.6W，
所以，電路消耗的總功率變化范圍1.2W～3.6W，故D正確．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律以及滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，要明白電路各個(gè)用電器的連接情況，還要會(huì)看“U-I”關(guān)系圖象．在電學(xué)中，有些題目的信息是通過圖象給出的，所以要會(huì)讀電路圖中的信息和U-I圖象中的信息．