Question

4．如圖甲所示，電源兩端電壓保持不變，R₀為定值電阻，R_P為滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器滑片由一端移到另一端的過程中，電路中電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電源兩端電壓為5V
• B． 滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω
• C． 滑動(dòng)變阻器滑片由一端移到另一端的過程中，電路總功率的最大值為3.6W
• D． 滑動(dòng)變阻器滑片由一端移到另一端的過程中，定值電阻R₀消耗電功率最大值與最小值之差為2.5W

Answer 1

分析 由圖1可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R_p兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)電路中的電流最大，電路消耗的功率最大，根據(jù)圖象讀出電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電源電壓的表達(dá)式；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，根據(jù)圖象讀出兩電表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電源電壓的表達(dá)式；然后即可求出電源電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)P=UI求出電路消耗的最大功率；
（4）根據(jù)P=I²R即可求出定值電阻R₀消耗電功率最大值與最小值之差．

解答 解：由圖1可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R_p兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
A、當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，電路消耗的功率最大，
由圖2可知I_最大=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源電壓U=I_最大R₀ -------------①
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，
由圖2可知，I_最小=0.1A，U_p=5V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知：
電源電壓U=I_最小R₀+U_p -------------②
由于電源電壓不變，則
I_最大R₀=I_最小R₀+U_p ，
所以，R₀=$\frac{{U}_{p}}{{I}_{最大}-{I}_{最小}}$=$\frac{5V}{0.6A-0.1A}$=10Ω；
則電源電壓U=I_最大R₀=0.6A×10Ω=6V；故A錯(cuò)誤；
B、由I=$\frac{U}{R}$可得滑動(dòng)變阻器的最大電阻：
R_p=$\frac{{U}_{p}}{{I}_{最小}}$=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω；
C、電路消耗的最大功率：
P_最大=UI_最大=6V×0.6A=3.6W，故C正確．
D、R₀消耗電功率最大值為：P_0最大=I_最大²R₀，
最小值為：P_0最小=I_最小²R₀，
則△P₀=P_0最大-P_0最小=I_最大²R₀-I_最小²R₀=（0.6A）²×10Ω-（0.1A）²×10Ω=3.5W；故D錯(cuò)誤．
故選C．

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)鍵是知道滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小、滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小時(shí)電路中的電流最大．