Question

10．某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的過程中，下列情況可能出現(xiàn)的是（　�。�

• A． 電阻R₀的最大功率為1.8W
• B． 滑動(dòng)變阻器的最小功率為0W
• C． 電流表的最大示數(shù)為0.6A
• 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)電路中的電流最大，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)，
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)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，
由P=UI可知，滑動(dòng)變阻器消耗最小功率不為0W，故B錯(cuò)誤；
因?yàn)榇��?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以定值電阻兩端的最大電壓：
U_0max=U-U_Rmax=6V-3V=3V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，
根據(jù)歐姆定律可得，電流表的最大示數(shù)：
I_max=$\frac{{U}_{0max}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故C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A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，
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 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．