Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒為21V， 燈泡L上標有“10V 5W”字樣（燈絲電阻不隨溫度而變化），電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V，滑動變阻器R的最大阻值為16Ω，當只閉合S和S1，移動滑動變阻器的滑片P時，它兩端的電壓與其接入電路的電阻關系如圖乙所示。當滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，定值電阻R0的電功率變化了7. 35W，則下列判斷正確的是

A.只閉合S和S1，當滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，電路中的電流之比為4：1

B.只閉合S和S2，在保證電路安全的情況下，滑動變阻器R消耗的電功率范圍為5.5W~4.5W

C.只閉合S和S1，當滑動變阻器接入電路的阻值分別為R1和4R1時，滑動變阻器消耗的功率之比為1：2

D.只閉合S和S1，在保證電路安全的情況下，當電阻R0消耗電功率最大時，滑動變阻器R消耗的電功率為4.5W

Answer 1

【答案】B

【解析】

AC．當只閉合S和S1時，電路為R0與R串聯(lián)電路，當R接入阻值為R1時，由乙圖可知此時R兩端電壓為U1，則此時電路電流為：

當R接入電阻為4R1時，由乙圖可知R兩端電壓為2U1，則此時電路電流為：

則當滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，電路中的電流之比為：

滑動變阻器消耗的功率之比為：

故AC錯誤；

B．只閉合S和S2時，電路為L與R串聯(lián)電路，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路電流，由燈泡L上標有“10V 5W”字樣，可求其額定電流與電阻為：

電流表量程為0~0.6A，為保證電路安全，當電路電流最大為0.5A時，燈泡兩端電壓最大，滑動變阻器兩端電壓最小，為：

當電壓表示數(shù)最大時，滑動變阻器兩端電壓最大，為15V，設滑動變阻器兩端電壓為U滑，則滑動變阻器功率為：

則可知當滑動變阻器兩端電壓為總電壓一半時功率最大，與總電壓一半差值越大，功率越小，故可得滑動變阻器最大最小阻值為：

則滑動變阻器功率范圍為4.5W~5.5W，故B正確；

D．只閉合S和S1，兩次電壓表示數(shù)之比為：

解得，由可求R0變化的功率為：

解得R0=20Ω，則在保證電路安全的情況下，電流最大為0.6A時，R0消耗功率越大，此時滑動變阻器功率為：

故D錯誤。