如图1所示的电路中,R1为5Ω的定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变,闭合开关S后,滑片P从a端一段到b端...
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如图1所示的电路中,R1为5Ω的定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变,闭合开关S后,滑片P从a端一段到b端.电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.滑片向左移,电压表示数变大,电流表示数变大
B.电源电压是6V
C.R2的最大阻值为5Ω
D.此电路中R1的最小功率为0.2W
【回答】
D【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路电压特点可知电压表示数的变化;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据图象读出电表的示数,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压;
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、R1的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出R1的最小功率.
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑片向左移时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,R1两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知I1=0.6A,
则电源的电压:
U=I1R1=0.6A×R1,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图2可知,I2=0.2A,U2=2V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R2===10Ω,故C错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V,故B错误;
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、R1的功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I===0.2A,
R1的最小功率:
P1=I2R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故D正确.
故选D.
【点评】本题考查了电路的动态分析和串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大.
知识点:电功率
题型:选择题
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