Question

11．如圖為一種握力計(jì)和它的工作原理示意圖．電源電壓恒定不變，握力顯示表是由電流表改裝而成，定值電阻R₂起保護(hù)電路作用，其電阻值為5Ω，彈簧一端的滑片P在電阻R₁的最上端時(shí)不施加力，移動到最下端時(shí)施加的力最大（彈簧的電阻不計(jì)）．該握力計(jì)測量范圍為0～200N，電路中電流變化范圍0.1～0.6A．則下列判斷正確的是（　　）

• A． 握力計(jì)工作電路的電源電壓為3V
• B． 握力為200N時(shí)電路中電流為0.6A
• C． R₁連入電路阻值變化范圍0～30Ω
• D． R₂消耗的最大功率為1.8W

Answer 1

分析 （1）滑片P在電阻R₁的最上端時(shí)不施加力，電路為R₂的簡單電路，此時(shí)電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）滑片P移動到最下端時(shí)施加的力最大時(shí)，R₁接入電路中的電阻最大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₁的最大阻值，利用P=UI求出電路消耗的最小功率．

解答 解：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)接入電路，電流表測電路電流；
A、由電路圖可知，滑動變阻器接入電路的阻值最小為零時(shí)，只有R₂接入電路，電路電阻最小，電路電流最大為0.6A；由I=$\frac{U}{R}$可知，電源電壓：U=U₂=I_最大R₂=0.6A×5Ω=3V，故A正確；
B、由電路圖可知，握力最大為200N時(shí)，滑動變阻器阻值全部接入電路，電路總電阻最大，由歐姆定律可知，電路電流最小，由題意可得，此時(shí)電路中電流為0.1A，故B錯(cuò)誤；
C、由I=$\frac{U}{R}$可知，電路最大總電阻：R_總大=R_1大+R₂=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
所以，滑動變阻器最大阻值：R_1大=R_總大-R₂=30Ω-5Ω=25Ω，
則R₁連入電路阻值變化范圍0～25Ω，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)電流最大時(shí)，R₂消耗的功率最大，
所以，R₂消耗的最大功率：P_2大=I_最大²R₂=（0.6A）²×5Ω=1.8W，故D正確；
故選AD．

點(diǎn)評 本題是一道電學(xué)綜合題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的關(guān)鍵，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式即可解題．