Question

【題目】如圖所示的電路中，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2，電源電動(dòng)勢為ε，內(nèi)阻不計(jì)．閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器滑片P從A端滑到B端過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系的完整圖線如圖所示，則下列選項(xiàng)中正確的是（ ）

A.R1=5Ω，R2=15Ω

B.R2=15Ω，ε=3V

C.R1的最大功率為1.8W，滑動(dòng)變阻器消耗的功率一直變大

D.R1的最小功率為0.2W，滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題由左圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流．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，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，由圖象讀出電流和電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出電源電壓和R1的阻值，根據(jù)功率公式求解R1的最大功率合最小功率，當(dāng)外電阻電阻與內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大．

解：AB、由左圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

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，由圖2可知：I1=0.6A，

根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓：

U=I1R1=0.6A×R1，

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，由右圖可知：I2=0.2A，U2=2V，

滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R2==10Ω，

串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，電源電動(dòng)勢為：

ε=I2R1+U2=0.2A×R1+2V，

0.6A×R1=0.2A×R1+2V，

解得：R1=5Ω，

電源電動(dòng)勢為ε=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V，故AB錯(cuò)誤；

C、根據(jù)可知，當(dāng)電流最大時(shí)，功率最大，則有：

，

當(dāng)電流最小時(shí)，功率最小，則有：

，

把R1看成內(nèi)阻，當(dāng)R2=R1時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，所以滑動(dòng)變阻器滑片P從A端滑到B端過程中，滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小，故C錯(cuò)誤，D正確．

故選D