Question

5．小華同學(xué)在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，已知他所用的電流表量程為0至0.6A，電壓表的量程為0至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，S閉合后，在實(shí)驗(yàn)操作無誤的情況下，正確的說法是（　�。�

• A． 電流表最大示數(shù)0.6A
• B． 滑動(dòng)變阻器消耗的最小功率為0
• C． 電壓表的最小示數(shù)為1V
• D． 電阻R₀消耗的最大功率為1.8W

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端電壓，電流表測電路電流；
（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)電路中的電流最小，此時(shí)定值電阻消耗的電功率最大，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓不為0，根據(jù)P=UI可知滑動(dòng)變阻器的最小電功率不可能為0，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，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)，電壓表測定值電阻兩端電壓，電流表測電路電流；
（1）電源的電壓大于電壓表的最大示數(shù)，
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，定值電阻兩端電壓最大，電路中的電流最大，定值電阻消耗的功率最大，
電路最大電流I_max=$\frac{{U}_{R0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故A錯(cuò)誤；
由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓最小，滑動(dòng)變阻器兩端最小電壓為6V-3V=3V，
由P=UI可知，滑動(dòng)變阻器消耗最小功率不為0，故B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D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，
此時(shí)電路中的電流：I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
電壓表最小示數(shù)：U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故C正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，注意若滑動(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．