Question

5．某同學(xué)在探究某一電學(xué)問(wèn)題時(shí)，使用電路如圖所示．已知他所用電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，電源電壓為6V保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω，定值電阻 R₀為10Ω．開關(guān)S閉合后，在實(shí)驗(yàn)操作無(wú)誤且保證儀器安全的情況下，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為0Ω
• B． 電阻R₀消耗的最大功率為1.8W
• C． 電流表的最小示數(shù)為0A
• D． 電壓表的最小示數(shù)為1V

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，電流表測(cè)電路電流；
（1）電源的電壓大于電壓表的最大示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，結(jié)合電流表的量程和歐姆定律求出電路中的最大電流和滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值；利用P=I²R求出電阻R₀消耗的最大功率；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，電流表測(cè)電路電流；
（1）因?yàn)殡娫吹碾妷捍笥陔妷罕淼淖畲笫緮?shù)，所以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最大；
因?yàn)殡妷罕砹砍虨?～3V，所以定值電阻兩端的最大電壓為3V；
又因?yàn)榇��?lián)電路中各處的電流相等，所以根據(jù)歐姆定律可得，電流表的最大示數(shù)：
I_max=$\frac{{U}_{max}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，因此電路中的最大電流為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R_min=$\frac{U-{U}_{max}}{{I}_{max}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，故A錯(cuò)誤；
電阻R₀消耗的最大功率：P_0max=（I_max）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W，故B錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，
電路中的電流：
I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{max}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，故C錯(cuò)誤；
電壓表最小示數(shù)：U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 滑動(dòng)變阻器的電阻不連入，電壓表超量程，根據(jù)電壓表的量程找出滑動(dòng)變阻器連入的電阻最小值，是解本題的關(guān)鍵．