Question

【題目】在如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω 0.5A"，當(dāng)滑片P由c點(diǎn)移到a端的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值變化情況如圖乙所示，R1的最小功率是0.4 W。在保證電路元件安全的條件下，下列說法正確的是（　�。�

A.電源電壓為5 VB.R1的阻值為20Ω

C.R2接入電路的最小阻值為2ΩD.R2的最小功率是0.8 W

Answer 1

【答案】C

【解析】

由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻R1兩端電壓；

(1)根據(jù)P=I2R可知：電路中電流最小時(shí)R1的功率最小，所以當(dāng)R1的功率最小時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，即在a點(diǎn)，由圖乙可知，R2為20Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路的電流，然后根據(jù)歐姆定律求出兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)即可求出電源電壓；

(2)根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值；

(3)由于滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω0.5A”，則電路中的最大電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律求出電路中最小電阻，利用電阻的串聯(lián)特點(diǎn)即可求出R2接入電路的最小阻值；

(4)根據(jù)電路中的電流變化范圍，利用P=UI求出滑動(dòng)變阻器的功率變化范圍，據(jù)此得出R2的最小功率。

由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻R1兩端電壓；

A．由于R1是定值電阻，根據(jù)P=I2R可知，電路中電流最小時(shí)R1的功率最小，當(dāng)電流最小時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，則由圖乙知，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為20Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為2V，根據(jù)P=UI可得，此時(shí)電路的電流

根據(jù)和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得電源電壓

故A錯(cuò)誤；

B．根據(jù)可得R1的阻值

故B錯(cuò)誤；

C．由于滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω0.5A”，則電路中的最大電流為0.5A，根據(jù)可得最小總電阻

則此時(shí)滑動(dòng)變阻器的最小阻值為

故C正確；

D．由前面解答可知，電路中電流的取值范圍為0.2A0.5A，滑動(dòng)變阻器消耗的功率

所以當(dāng)時(shí)，即I=0.3A時(shí)，R2的功率最大P最大=0.9W；根據(jù)前面推出的變阻器消耗功率與電流的二次函數(shù)表達(dá)式作出PI圖像，如圖所示：

根據(jù)圖像可知，當(dāng)電流最大為0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最小，滑動(dòng)變阻器消耗的最小電功率

故D錯(cuò)誤。

故選C。