Question

12．如圖（甲）所示的電路中，將滑動變阻器R₂的滑動片由a端向b端移動，用兩個電表分別測量電壓和電流，得到部分U-I關(guān)系圖象如圖（乙）所示，則（　�。�

• A． 電源的電動勢為6V
• B． 滑動變阻器的總阻值為20Ω
• C． 當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時，電源效率最高
• D． 當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時，R₂消耗的總功率最大

Answer 1

分析 先分析電路結(jié)構(gòu)，知道電壓表測量并聯(lián)部分電壓，電流表測量aP部分電流，當(dāng)并聯(lián)部分電阻最大，此時電壓表示數(shù)最大，根據(jù)乙圖讀出電壓和電流，進(jìn)而求出滑動變阻器的總阻值，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解E，電源效率$η=\frac{UI}{EI}=\frac{U}{E}$，把R₁看成內(nèi)阻，當(dāng)并聯(lián)部分電阻R_并=R₁+r時，R₂消耗的總功率最大．

解答 解：A、根據(jù)電路圖結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)aP的電阻等于bP的電阻時，并聯(lián)部分電阻最大，此時電壓表示數(shù)最大，根據(jù)乙圖可知，電壓表示數(shù)最大為5V，此時電流表示數(shù)為0.5A，
則有：${R}_{aP}=\frac{U}{I}=\frac{5}{0.5}=10Ω$，則滑動變阻器的總阻值為R=2R_aP=20Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U+2I（R₁+r）
根據(jù)乙圖可知，當(dāng)電壓表示數(shù)U₁=4V時電流表示數(shù)為I₁=0.25A或I₂=1A，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U₁+（I₁+I₂）（R₁+r）
聯(lián)立方程解得：E=9V，R₁+r=4Ω，故A錯誤，B正確；
C、電源效率$η=\frac{UI}{EI}=\frac{U}{E}$，當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時，并聯(lián)部分電阻最大，則外電路電阻最大，此時路段電壓最大，效率最高，故C正確；
D、把R₁看成內(nèi)阻，當(dāng)并聯(lián)部分電阻R_并=R₁+r=4Ω時，R₂消耗的總功率最大，此時電壓表示數(shù)不是5V，故D錯誤．
故選：BC

點(diǎn)評 本題主要考查了閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路特點(diǎn)的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析電路的結(jié)構(gòu)，知道當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，難度適中．