在如图*所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A",当滑片P由c点移到a端的过程中,...
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在如图*所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P由c点移到a端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示,R1的最小功率是0.4 W。在保*电路元件安全的条件下,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5 V B. R1的阻值为20Ω
C. R2接入电路的最小阻值为2Ω D. R2的最小功率是0.8 W
【回答】
C
【解析】
由图*所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;
(1)根据P=I2R可知:电路中电流最小时R1的功率最小,所以当R1的功率最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,即在a点,由图乙可知,R2为20Ω时,电压表的示数为2V,根据P=UI求出此时电路的电流,然后根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;
(2)根据欧姆定律求出R1的阻值;
(3)由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,利用电阻的串联特点即可求出R2接入电路的最小阻值;
(4)根据电路中的电流变化范围,利用P=UI求出滑动变阻器的功率变化范围,据此得出R2的最小功率。
【详解】由图*所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;
A.由于R1是定值电阻,根据P=I2R可知,电路中电流最小时R1的功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω,此时电压表的示数为2V,根据P=UI可得,此时电路的电流
根据和串联电路的电压特点可得电源电压
故A错误;
B.根据可得R1的阻值
故B错误;
C.由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中的最大电流为0.5A,根据可得最小总电阻
则此时滑动变阻器的最小阻值为
故C正确;
D.由前面解答可知,电路中电流的取值范围为0.2A∼0.5A,滑动变阻器消耗的功率
所以当时,即I=0.3A时,R2的功率最大P最大=0.9W;根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P−I图像,如图所示:
根据图像可知,当电流最大为0.5A时,滑动变阻器消耗的电功率最小,滑动变阻器消耗的最小电功率
故D错误。
故选C。
知识点:电功率
题型:选择题
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