Question

11．如圖所示電路，電源電壓為12V且保持不變．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2V，在10s內(nèi)定值電阻R₁產(chǎn)生的熱量為60J．則下列結(jié)果正確的是（　　）

• A． 電路中的最小電流為1.5A
• B． 滑片P在中點(diǎn)時(shí)，9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為60J
• C． R先后兩次消耗的電功率之比為8﹕9
• D． R₁先后兩次消耗的電功率之比為4﹕3

Answer 1

分析 根據(jù)電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知滑片從中點(diǎn)到b端時(shí)，電壓表示數(shù)將增大，因此電壓表示數(shù)增大了2V，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律以及Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t即可求出R₁的阻值；
（1）當(dāng)滑片在b點(diǎn)時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律即可求出電路中的最小電流；
（2）先根據(jù)歐姆定律求出滑片在中點(diǎn)時(shí)電路中的電流，然后根據(jù)W=UIt求出9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能；
（3）根據(jù)P=UI即可求出R先后兩次消耗的電功率之比；
（4）根據(jù)P=UI即可求出R₁先后兩次消耗的電功率之比．

解答 解：根據(jù)電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；
因?yàn)榇��?lián)電路起分壓作用，因此滑片從中點(diǎn)到b端時(shí)，電壓表示數(shù)將增大，故電壓表示數(shù)增大了2V，即電壓表示數(shù)為4V+2V=6V；
由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可得：R₁=$\frac{{{U}_{1}}^{2}}{{Q}_{1}}$t=$\frac{（12V-6V）^{2}}{60J}$×10s=6Ω；
A、當(dāng)滑片在b點(diǎn)時(shí)，電路中的電流最小，電路中的最小電流：I_最小=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{12V-6V}{6Ω}$=1A，故A錯(cuò)誤；
B、滑片在中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{{U}_{1}^{′}}{{R}_{1}}$=$\frac{12V-4V}{6Ω}$=$\frac{4}{3}$A，
9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能：W=UIt=4V×$\frac{4}{3}$A×9s=48J，故B錯(cuò)誤；
C、由P=UI可得，R先后兩次消耗的電功率之比：$\frac{{P}_{R}}{{P}_{R}′}$=$\frac{4V×\frac{4}{3}A}{6V×1A}$=$\frac{8}{9}$，故C正確；
D、由P=UI可得，R₁先后兩次消耗的電功率之比：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{1}^{′}}$=$\frac{（12V-4V）×\frac{4}{3}A}{（12V-6V）×1A}$=$\frac{16}{9}$，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)、歐姆定律以及電功、功率計(jì)算公式的應(yīng)用，要注意電表最小示數(shù)的判斷．