Question

5．在如圖甲所示的電路中，R₁是定值電阻，R₂是規(guī)格為“20Ω 3A”的滑動(dòng)變阻器，在電路中正確連接有一個(gè)電壓表（圖中未畫出）．電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑向a端．當(dāng)滑片P在最右端b處時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示；P在中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.8A，電壓表示數(shù)如圖丙所示（電壓表選用的量程與乙圖不同）．下列說法正確的是（　�。�

• A． 電壓表并聯(lián)在R₂兩端
• B． 電源電壓是9V
• C． R₁的阻值是10Ω
• D． R₁消耗的最大功率是 28.8W

Answer 1

分析 根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出丙圖中可能的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出滑片P位于中點(diǎn)時(shí)兩端的電壓，然后與丙圖電壓表的示數(shù)相比較判斷電壓表的位置；當(dāng)滑片P在最右端b處時(shí)，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，則乙圖中電壓表的示數(shù)小于丙圖中電壓表的示數(shù)，根據(jù)指針偏角關(guān)系和乙、丙兩電壓表的量程不同，確定它們的示數(shù)，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，R₁消耗的功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出最大功率．

解答 解：丙圖中，電壓表的量程為0～3V時(shí)，分度值為0.1V，示數(shù)為0.8V，
電壓表的量程為0～15V時(shí)，分度值為0.5V，示數(shù)為4V，
當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻為10Ω，此時(shí)電路中的電流為0.8A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂兩端的電壓：
U₂=IR₂=0.8A×10Ω=8V，
因R₂兩端的電壓與丙電壓表的示數(shù)不相等，
所以，電壓表應(yīng)并聯(lián)在R₁兩端，故A錯(cuò)誤；
當(dāng)滑片P在最右端b處時(shí)，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，
因乙、丙兩電壓表的量程不同，且乙電壓表指針的偏角大于丙電壓表指針的偏角，
所以，乙電壓表的量程為0～3V時(shí)，示數(shù)為2.4V，丙電壓表的示數(shù)即R₁兩端的電壓U₁=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U=U₁+U₂=4V+8V=12V，故B錯(cuò)誤；
R₁的阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{4V}{0.8A}$=5Ω，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)滑片位于a端時(shí)，R₁消耗的功率最大，則
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（12V）^{2}}{5Ω}$=28.8W，故D正確．
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，關(guān)鍵是電壓表位置的確定和兩次電壓表量程的判斷．