Question

【题目】如图甲所示，电源电压恒为21V， 灯泡L上标有“10V 5W”字样（灯丝电阻不随温度而变化），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R的最大阻值为16Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了7. 35W，则下列判断正确的是

A.只闭合S和S1，当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，电路中的电流之比为4：1

B.只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器R消耗的电功率范围为5.5W~4.5W

C.只闭合S和S1，当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1和4R1时，滑动变阻器消耗的功率之比为1：2

D.只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最大时，滑动变阻器R消耗的电功率为4.5W

Answer 1

【答案】B

【解析】

AC．当只闭合S和S1时，电路为R0与R串联电路，当R接入阻值为R1时，由乙图可知此时R两端电压为U1，则此时电路电流为：

当R接入电阻为4R1时，由乙图可知R两端电压为2U1，则此时电路电流为：

则当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，电路中的电流之比为：

滑动变阻器消耗的功率之比为：

故AC错误；

B．只闭合S和S2时，电路为L与R串联电路，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流，由灯泡L上标有“10V 5W”字样，可求其额定电流与电阻为：

电流表量程为0~0.6A，为保证电路安全，当电路电流最大为0.5A时，灯泡两端电压最大，滑动变阻器两端电压最小，为：

当电压表示数最大时，滑动变阻器两端电压最大，为15V，设滑动变阻器两端电压为U滑，则滑动变阻器功率为：

则可知当滑动变阻器两端电压为总电压一半时功率最大，与总电压一半差值越大，功率越小，故可得滑动变阻器最大最小阻值为：

则滑动变阻器功率范围为4.5W~5.5W，故B正确；

D．只闭合S和S1，两次电压表示数之比为：

解得，由可求R0变化的功率为：

解得R0=20Ω，则在保证电路安全的情况下，电流最大为0.6A时，R0消耗功率越大，此时滑动变阻器功率为：

故D错误。