Question

11．如圖為某同學實驗時所用電路，電路中電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器的最大值為50Ω，定值電阻R₀為10Ω．電源電壓為6V且保持不變，實驗操作正確并保證電路各器材安全，則在閉合開關(guān)后移動滑片P，下列分析錯誤的是（　�。�

• A． 電流表的最大示數(shù)是0.3A
• B． 電壓表的最小示數(shù)是0.5V
• C． 滑動變阻器的最大功率是0.8W
• D． 電阻R₀的最大功率是0.9W

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R₀兩端電壓，電流表測電路電流．
（1）當電壓表的示數(shù)U₀=3V時，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，根據(jù)P=UI求出電阻R₀的最大功率；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，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最小電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律表示出R兩端的電壓，根據(jù)P=UI表示出滑動變阻器消耗的電功率，然后變形確定變阻器消耗的電功率最大時R的阻值，進一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R₀兩端電壓，電流表測電路電流．
（1）當電壓表的示數(shù)U₀=3V時，電路中的電流最大，
則電流表的最大示數(shù)：
I_大=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故A正確；
電阻R₀的最大功率：
P₀=U₀I_大=3V×0.3A=0.9W，故D正確；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的最小電流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{大}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
電壓表的最小示數(shù)：
U₀=I_小R₀=0.1A×10Ω=1V，故B錯誤；
（3）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-IR₀=6V-I×10Ω，
滑動變阻器消耗的電功率：
P_R=U_RI=（6V-I×10Ω）I=6V-I²×10Ω=0.9W-（I-0.3A）²×10Ω，
當I=0.3A時，滑動變阻器消耗的電功率最大，則
P_R大=0.9W-（I-0.3A）²×10Ω=0.9W-（0.3A-0.3A）²×10Ω=0.9W，故C錯誤．
故選BC．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，正確的確定滑動變阻器消耗的最大功率是關(guān)鍵．