Question

12．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開(kāi)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)系圖象如圖乙所示，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為10V
• B． 定值電阻R₁的阻值為10Ω
• C． 滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍為0-10Ω
• D． 變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電路消耗的總功率為1.8W

Answer 1

分析 （1）從“U-I”關(guān)系圖象可以看出，因?yàn)樽詈箅妷鹤優(yōu)?，所以甲為滑動(dòng)變阻器的關(guān)系圖象，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為0，乙為電阻R₁的圖象；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）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)電路中的電流，由P=UI求電路消耗的總功率．

解答 解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，兩電阻串聯(lián)，干路電流最�。�
由圖乙可知，此時(shí)電路中的電流I=0.2A，
故電阻R₁的電壓U₁=2V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₂=4V；
因?yàn)榇��?lián)電路總電壓等于各支路電壓之和，所以電源電壓：U=U₁+U₂=2V+4V=6V，故A錯(cuò)誤；
根據(jù)歐姆定律可得，定值電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
故B正確；
滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
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錯(cuò)誤；
（2）因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{1}{2}{R}_{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{1}{2}×20Ω}$=0.3A．
電路消耗的總功率：
P=UI′=6V×0.3A=1.8W
故D正確．
故選：BD．

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(guò)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．