如图*所示是小华同学探究电流与电压关系的电路图.当开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电...
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如图*所示是小华同学探究电流与电压关系的电路图.当开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示.则下列有关分析正确的是( )
A.电阻R0的阻值是10Ω
B.当滑片P从a端移至b端时,电压表与电流表的示数的比值逐渐变大
C.该电路的最小功率为0.05W
D.滑动变阻器R的电功率变化范围为0~0.45W
【回答】
D【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】由图*知,两电阻串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中电流.
(1)由图象找到一组定值电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;
(2)由欧姆定律分析两电表示数比的变化情况;
(3)由图知,当P在b端时,变阻器R连入阻值为0,电路为R0的简单电路,此时电路中电流最大,由欧姆定律计算电源电压;P在a端时,变阻器连入阻值最大,电路中电流最小,由图乙找到对应的电流,由串联电路特点和欧姆定律R的最大值.由P=UI计算电路的最小功率;由P=I2R计算R的电功率最大值.
【解答】解:
(1)由图象乙可知,当R0两端电压为3.0V时,通过电阻的电流为0.6A,
由欧姆定律可得电阻R0阻值:R0===5Ω.故A错误;
(2)由图*知,R0与R串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中电流.
由欧姆定律可得,电压表与电流表的示数的比值等于R0的阻值,R0是定值电阻,所以当滑片P从a端移至b端时,电压表与电流表的示数的比值不变.故B错误;
(3)由图知,当P在b端时,变阻器R连入阻值为0,电路为R0的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大,R0两端电压最大(等于电源电压);由图象知:I最大=0.6A,U0最大=3V,即电源电压为3V.
P在a端时,变阻器连入阻值最大,电路中电阻最大,电流最小,由图象知:I最小=0.1A,
由串联电路的特点和欧姆定律可得R的最大值:
R=R总﹣R0=﹣R0=﹣5Ω=25Ω,
由P=UI可得,电路的最小功率:P最小=UI最小=3V×0.1A=0.3W,故C错误;
(4)当P在b端时,滑动变阻器R的功率最小为0,
由P=I2R可得滑动变阻器R的电功率:
PR=()2R=,
当R=R0=5Ω时,滑动变阻器R的功率最大,即:PR最大==0.45W;
所以滑动变阻器R的电功率变化范围为0~0.45W,故D正确.
故选D.
知识点:电功率
题型:选择题
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