题目内容
【题目】如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~15V.电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示.则下列结果正确的是
A.电源电压为20V
B.R1的阻值为5Ω
C.为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为4~30Ω
D.开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
【答案】D
【解析】
由电路图知道,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压.
AB.由图乙知道,当R2=10Ω时U1=12V,当R2′=20Ω时U1′=8V,由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别是:
,
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源的电压是:
,
代入数据解得:
R1=10Ω,U=24V,
故AB错误;
C.当电压表的示数U1″=15V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流是:
=1.5A,
此时滑动变阻器两端的电压是:
U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值是:
=6Ω,
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,电压表的示数最小,所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω~30Ω,故C错误;
D.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,电路消耗的功率最小,则
=14.4W,
故D正确.
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