Question

13．如圖為一種握力計(jì)和它的工作原理圖．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(dòng)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(cè)量范圍為0～300N，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300N時(shí)電路中電流為0.6A
• B． R₂消耗的最小功率為0.5W
• C． R₁連入電路阻值變化范圍0～30Ω
• D． 握力計(jì)工作電路的電源電壓為3V

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）滑片P在電阻R₁的最上端時(shí)不施加力，電路為R₂的簡(jiǎn)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(dòng)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，據(jù)此判斷握力最大時(shí)電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出R₂消耗的最小功率，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，然后得出R₁連入電路阻值變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）滑片P在電阻R₁的最上端時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中的電流最大，
由I=$\frac{U}{R}$可得，握力計(jì)工作電路的電源電壓：
U=I_大R₂=0.6A×5Ω=3V，故D正確；
（2）滑片P移動(dòng)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，電路中的電流最小，
則握力300N時(shí)電路中電流I_小=0.1A，故A錯(cuò)誤；
R₂消耗的最小功率：
P₂=I_小²R₂=（0.1A）²×5Ω=0.05W，故B錯(cuò)誤；
此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₁的最大阻值：
R₁=R-R₂=30Ω-5Ω=25Ω，
所以，R₁連入電路阻值變化范圍0～25Ω，故C錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 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，從提干中獲取有用的信息是關(guān)鍵．