Question

6．如圖所示，電源電壓保持6V不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，定值電阻R₁的規(guī)格為“10Ω 0.5A”，滑動(dòng)變阻器R₂的規(guī)格為“20Ω  1A”．閉合開關(guān)，在保證電路安全的前提下，變阻器滑片移動(dòng)過程中，下列說法正確的是（　�。�

• A． 電流表示數(shù)的變化范圍為0.2A～0.5A
• B． 電阻R₁消耗功率的變化范圍為0.4W～2.5W
• C． 電路消耗總功率的變化范圍為1.2W～1.8W
• D． 變阻器R₂接入電路的阻值變化范圍為2Ω～10Ω

Answer 1

分析 由圖可知，滑動(dòng)變阻器R₂與定值電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理（電阻越大，電阻兩端的電壓越高），當(dāng)電壓表的示數(shù)最小時(shí)，變阻器接入電路的電阻最大；當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)，變阻器接入電路的電阻最��；根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用可分別電路中的總電阻和滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值，同時(shí)可以確定電壓表示數(shù)、電流表示數(shù)以及電路中總功率的變化．

解答 解：
由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
由題可知，電源兩端電壓為6V保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，定值電阻R₁的規(guī)格為“10Ω 0.5A”，
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為U₁=3V時(shí)，即定值電阻R₁兩端的電壓U₁=3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的電流I₁=I=I₂=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.5A，因此電路中的最大電流為I_大=0.3A；
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻R_小=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω；
電阻R₁消耗功率最大功率：P_1大=U₁I=3V×0.3A=0.9W；
電路消耗的最大功率：P_大=UI=6V×0.3A=1.8W；
由圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大R_大=20Ω時(shí)，電路中的電流最小，
即I_小′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
電阻R₁消耗的最小功率：P_1小=（I₁′）²R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
電路消耗的最小功率P_小=UI_小=6V×0.2A=1.2W．
綜上可得：
A、電流表示數(shù)的變化范圍為0.2A～0.3A，故A不正確；
B、電阻R₁消耗功率的變化范圍為0.4W～0.9W，故B不正確；
C、電路消耗總功率的變化范圍為1.2W～1.8W，故C正確；
D、變阻器R₂接入電路的阻值變化范圍為10Ω～20Ω，故D不正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路中電壓、電流以及功率、滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的計(jì)算，注意求阻值范圍時(shí)，根據(jù)電流表和電壓表的最大值進(jìn)行計(jì)算，并且會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律．