(2009?鹽城模擬)在如圖(a)所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器.閉合電鍵S,將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最右端滑到最左端,兩個(gè)電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖(b)所示.則( 。
分析:題中兩電阻串聯(lián),V1測R1兩端的電壓,V2測R2兩端的電壓;當(dāng)滑片向左端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電阻減小,可分析總電阻的變化,由閉合電路歐姆定律可知電路中電流的變化,則可知內(nèi)電壓的變化及路端電壓的變化,同時(shí)也可得出R1兩端的電壓變化,判斷兩圖象所對應(yīng)的電壓表的示數(shù)變化;
由圖可知當(dāng)R2全部接入及只有R1接入時(shí)兩電表的示數(shù),則由閉合電路的歐姆定律可得出電源的內(nèi)阻;
由功率公式可求得電源的最大輸出功率及滑動(dòng)變阻器的最大功率.
解答:解:A、當(dāng)滑片左移時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大;而R1兩端的電壓增大,R2兩端的電壓減小,故乙表示是V1示數(shù)的變化;甲表示V2示數(shù)的變化;故A正確;
B、由圖可知,當(dāng)只有R1接入電路時(shí),電路中電流為0.6A,電壓為3V,則由E=U+Ir可得:E=3+0.6r;
當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí),兩電壓表示數(shù)之比為
1
4
,故
R1
R2
=
1
4
;由閉合電路歐姆定律可得E=5+0.2r
解得r=5Ω,E=6V,故B錯(cuò)誤;
C、因當(dāng)電源的內(nèi)電阻等于外電阻時(shí),電源的輸出功率最大,故當(dāng)外阻等于5Ω時(shí),電源的輸出功率最大,故此時(shí)電流I=
E
2r
=0.6A,故電源的最大輸出功率P=UI=1.8W;故C錯(cuò)誤;
D、由C的分析可知,R1的阻值為5Ω,R2電阻為20Ω;當(dāng)R1等效為電源的內(nèi)阻,則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于R+r時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,故當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為10Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,由閉合電路歐姆定律可得,電路中的電流I′=
6
20
A=0.3A,則滑動(dòng)變阻器消耗的總功率P′=I'2R′=0.9W;故D正確;
故選AD.
點(diǎn)評:在求定值電阻的最大功率時(shí),應(yīng)是電流最大的時(shí)候;而求變值電阻的最大功率時(shí),應(yīng)根據(jù)電源的最大輸出功率求,必要時(shí)可將與電源串聯(lián)的定值電阻等效為內(nèi)阻處理.
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