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，定值的規(guī)格為“10Ω 0.5A”，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”．閉合開關(guān)，為了保證電路安全，在變阻器滑片移動過程中，下列說法正確的是（　　）

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

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)為3V時電路中的電流，然后結(jié)合滑動變阻器、定值電阻的規(guī)格和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)P=UI求出電阻R₁的最大功率和電路消耗的最大總功率；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路消耗的最小總功率，然后得出電路消耗總功率充許的變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，電路中的電流：
I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
因電流表的量程為0～0.6A，定值電阻R₁允許通過的最大電流為0.5A，滑動變阻器R₂允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流為0.3A，故A錯誤；
此時電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R₂=R-R₁=20Ω-10Ω=10Ω，故B錯誤；
電阻R₁消耗功率最大功率：
P₁=U₁I₁=3V×0.3A=0.9W，故C錯誤；
電路消耗的最大功率：
P=UI₁=6V×0.3A=1.8W；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小，
則電路消耗的最小總功率：
P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{10Ω+20Ω}$=1.2W，
則電路消耗總功率充許的變化范圍為1.2W～1.8W，故D正確．
故選D．

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