题目内容
【题目】如图甲所示,电源电压为9V不变,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是
A. 当P在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1:1
B. 电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6W
C. 为使元件处于正常工作状态,滑动变阻器阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω
D. 电子元件工作时,电阻保持不变
【答案】C
【解析】
(1)当P在中点时,无法根据电阻的分压特点确定当P在中点时电子元件与滑动变阻器的电压之比;
(2)从图象知道,电子元件的电阻是在变化的,电子元件处于正常工作状态,电路电流最小时,电路消耗的最小功率根据公式P=UI可求
(3)由图象知道,电路电流最小为0.1A,电流最大为0.4A,找到对应的电压,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻;
由于电子元件与滑动变阻器串联,通过的电流相等,所以,电子元件与滑动变阻器串联两端的电压之比就等于两电阻之比,由于无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系,所以不能判断它们两端电压的关系,故A错误;
由图像知道,当电子元件处于正常工作状态时,若电路电流最小,由P=UI知道,则电路消耗的功率最小,此时电流是:I小 =0.1A,电路消耗的最小功率是:P=UI小=9V×0.1A=0.9W,故B错误;
根据题意知道,电子元件处于正常工作状态时,电路最小电流是0.1A,电子元件两端的最小电压为2V,则滑动变阻器两端的最大电压是:U1 =9V-2V=7V,据串联电路电压的规律知道,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,即;电路最大电流是:0.4A,电子元件两端的最大电压为4V,则滑动变阻器两端的最小电压是:U2=9V-4V=5V,滑动变阻器接入电路的电阻最小,即,即元件处于正常工作状态时,滑动变阻器阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω,故C正确;
从图象知道,电流与电子元件两端的电压不是正比关系,即电子元件的电阻是在变化的,故D错误;