Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒為21V， 燈泡L上標(biāo)有“10V 5W”字樣（燈絲電阻不隨溫度而變化），電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為16Ω，當(dāng)只閉合S和S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，它兩端的電壓與其接入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時(shí)，定值電阻R0的電功率變化了7. 35W，則下列判斷正確的是

A.只閉合S和S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時(shí)，電路中的電流之比為4：1

B.只閉合S和S2，在保證電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率范圍為5.5W~4.5W

C.只閉合S和S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值分別為R1和4R1時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率之比為1：2

D.只閉合S和S1，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電阻R0消耗電功率最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率為4.5W

Answer 1

【答案】B

【解析】

AC．當(dāng)只閉合S和S1時(shí)，電路為R0與R串聯(lián)電路，當(dāng)R接入阻值為R1時(shí)，由乙圖可知此時(shí)R兩端電壓為U1，則此時(shí)電路電流為：

當(dāng)R接入電阻為4R1時(shí)，由乙圖可知R兩端電壓為2U1，則此時(shí)電路電流為：

則當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時(shí)，電路中的電流之比為：

滑動(dòng)變阻器消耗的功率之比為：

故AC錯(cuò)誤；

B．只閉合S和S2時(shí)，電路為L與R串聯(lián)電路，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)電路電流，由燈泡L上標(biāo)有“10V 5W”字樣，可求其額定電流與電阻為：

電流表量程為0~0.6A，為保證電路安全，當(dāng)電路電流最大為0.5A時(shí)，燈泡兩端電壓最大，滑動(dòng)變阻器兩端電壓最小，為：

當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓最大，為15V，設(shè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U滑，則滑動(dòng)變阻器功率為：

則可知當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為總電壓一半時(shí)功率最大，與總電壓一半差值越大，功率越小，故可得滑動(dòng)變阻器最大最小阻值為：

則滑動(dòng)變阻器功率范圍為4.5W~5.5W，故B正確；

D．只閉合S和S1，兩次電壓表示數(shù)之比為：

解得，由可求R0變化的功率為：

解得R0=20Ω，則在保證電路安全的情況下，電流最大為0.6A時(shí)，R0消耗功率越大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器功率為：

故D錯(cuò)誤。