Question

10．如圖甲所示電路中，R₁為定值電阻，R₂為滑動(dòng)變阻器，電源內(nèi)阻為r．閉合開關(guān)S，將R₂的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，兩個(gè)電壓表的示數(shù)隨電路中電流I的變化關(guān)系分別如圖乙中圖線a、b所示．若電表均為理想電表，則以下論斷正確的（　�。�

• A． R₂改變一定量時(shí)，V₁表讀數(shù)的變化量與A表讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值為R₁=5Ω
• B． R₂改變一定量時(shí)，V₂表讀數(shù)的變化量與A表讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值等于R₁+r=10Ω，且電源內(nèi)阻r=5Ω
• C． 電源的最大功率為3.6W
• D． 滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率最大時(shí)電源的路端電壓為2V

Answer 1

分析 將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端移到最左端，接入電路的電阻減小，分析電路中電流的變化，確定兩個(gè)電壓表讀數(shù)的變化，判斷圖線與電壓表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；根據(jù)閉合電路歐姆定律求解R₁+r、電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)．由圖線的斜率求解R₁的阻值，將R_l看成電源的內(nèi)阻，當(dāng)?shù)刃щ娫吹膬?nèi)外電阻相等時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂的功率最大．

解答 解：A、將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端移到最左端的過程中，其接入電路的電阻減小，電路中的電流I增大，R₁的電壓和電源的內(nèi)電壓增大，則R₂的電壓減小，所以電壓表V₁的示數(shù)增大，電壓表V₂的示數(shù)減小，可知圖線b反映的是電壓表V₁的示數(shù)隨電流的變化，圖線a反映的是電壓表V₂的示數(shù)隨電流的變化．V₁表讀數(shù)的變化量與A表讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值等于b圖線斜率的絕對(duì)值，且等于R₁，所以有 R₁=$\frac{△{U}_{1}}{△{I}_{1}}$=$\frac{2}{0.6-0.2}$=5Ω，故A正確．
B、根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
電壓表V₂的示數(shù) U₂=E-I（R₁+r）
由圖線a的斜率大小等于R₁+r，由圖知：R₁+r=$\frac{△{U}_{2}}{△{I}_{2}}$=$\frac{4}{0.6-0.2}$Ω=10Ω，則得：r=5Ω，故B正確．
C、由甲圖知：I=0.2A時(shí)，U₂=4V，則電源的電動(dòng)勢(shì)為 E=U₂+I（R₁+r）=4+0.2×（5+5）=6V
電源最大電流為 I_max=0.6A，所以電源的功率最大為 P_max=EI_max=6×0.6W=3.6W，故C正確．
D、將R_l看成電源的內(nèi)阻，當(dāng)R₁+r=R₂時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂的功率最大，此時(shí)V₂的示數(shù)為 U₂=$\frac{E}{2}$=3V，由于R₁=r，所以V₁的示數(shù)為 U₁=$\frac{E}{4}$=1.5V
所以路端電壓為 U=U₁+U₂=4.5V．故D錯(cuò)誤．
故選：ABC

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：一是分析電路圖，確認(rèn)電路組成、連接方式、三電表的測(cè)量對(duì)象，能從圖象上得到相關(guān)信息．二能運(yùn)用等效思維分析滑動(dòng)變阻器R₂的最大功率的條件．