题目内容
【题目】如图甲中电源恒定,R0为定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列选项正确的是
A. 定值电阻R0的阻值为20Ω
B. 电源电压为6V
C. 当滑片在a端时,R0的功率为3.6W
D. 当滑片在中点时,R0的功率为1.8W
【答案】BC
【解析】
R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。当滑片位于a端时,接入电阻为零,电流最大,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;位于b端时接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,根据图象读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,再根据电阻的串联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求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;当滑片在a端时,根据P=UI求出R0的功率;当滑片在中点时,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R0的功率。
由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。(1)当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图象可知,最大电流I大=0.6A,由I=可得,电源的电压:U=I大R0=0.6A×R0,当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,由图象可知,此时U滑=4V,电路中的最小电流I小=0.2A,则滑动变阻器的最大阻值:R滑===20Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω),因电源的电压不变,所以,0.6A×R0=0.2A×(R0+20Ω),解得:R0=10Ω,故A错误;电源的电压:U=I大R0=0.6A×10Ω=6V,故B正确;(2)当滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电流最大,则R0的功率: P0=UI大=6V×0.6A=3.6W,故C正确;当滑片在中点时,电路中的电流:
I===0.3A,此时R0的功率:P0′=I2R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故D错误。故选:BC。