Question

12．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)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的U-I關(guān)系圖象如圖2所示，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為6V
• B． 定值電阻R₁的阻值為20Ω
• C． 滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω
• D． 電路消耗的功率變化范圍0.8W～3.6W

Answer 1

分析 從“U-I”關(guān)系圖象可以看出，甲為滑動變阻器的關(guān)系圖象，因為最后電壓變?yōu)?，此時滑動變阻器的電阻為0，乙為電阻R₁的圖象；當(dāng)滑動變阻器的阻值最大時，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)電路的電壓特點求出電源的電壓，利用歐姆定律求出電阻R₁的電阻和滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)P=UI求出此時電路的最小總功率；當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路消耗的總功率最大，根據(jù)圖象讀出電路中的電流，利用P=UI求出電路消耗的最大功率，然后得出答案．

解答 解：當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，R₂兩端的電壓為零，由圖2可知，甲為R₂的U-I圖象，乙為R₁的U-I圖象；
當(dāng)滑動變阻器的阻值最大時，兩電阻串聯(lián)，電路中的電流最小，
由圖2可知，此時電路中的電流I₁=0.2A，電阻R₁的電壓U₁=2V，滑動變阻器兩端的電壓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=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，故B錯誤；
滑動變阻器的阻值最大為：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
即滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω，故C正確；
電路消耗的最小功率：
P₁=UI₁=6V×0.2A=1.2W，
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路消耗的總功率最大，
由圖2可知，電路中的最大電流I₂=0.6A，
電路消耗的最大功率：
P₂=UI₂=6V×0.6A=3.6W，
則電路消耗的功率變化范圍1.2W～3.6W，故D錯誤．
故選AC．

點評 本題考查串聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律以及滑動變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，要明白電路各個用電器的連接情況，還要會看“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，所以要會讀電路圖中的信息和U-I圖象中的信息．