题目内容
【题目】如图所示,电源的电压为12V,且保持不变,R0为“100Ω0.5A”的滑动变阻器,R2=10Ω。c、d和e、f为两对接线柱,另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上。电路1:当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,滑动变阻器消耗的功率为P1=1W;电路2:当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率为P2,下列说法正确的是( )
A.R1接在cd之间,导线接在ef之间
B.R1的阻值为20Ω
C.电路2中,当滑片P置于中点时,滑动变阻器消耗的功率P2=4W
D.闭合S、S2,断开S1,使R2消耗的功率不小于0.9W,且保持电路安全工作,则滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω30Ω
【答案】BD
【解析】
A.假设导线的位置在ef之间,定值电阻R1的位置在cd之间,当闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,电路为R0最大阻值的简单电路,则滑动变阻器消耗的功率
P0== =1.44W≠1W
所以,此种情况不符合题意,故A错误;
BC.假设导线的位置在cd之间,定值电阻R1的位置在ef之间,当闭合S、S1、断开S2,滑动变阻器的滑片P置于最左端a时,R1与R0最大阻值串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可得,电路中的电流
I===0.1A
由欧姆定律可得,电路中的总电阻
R===120Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R1的阻值
R1=RR0=120Ω100Ω=20Ω
当闭合S、S2,断开S1,滑片P置于中点时,R2与 0.5R0串联,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
滑动变阻器消耗的功率
P0=(I′)2×0.5 R0=(0.2A)2×0.5×100Ω=2W
所以,此种情况符合题意,且R1的电阻为20Ω,故B正确,C错误;
D.闭合S、S2,断开S1,R2与R0串联,因R2消耗的功率不小于0.9W,所以,电路中的最小电流
I小===0.3A
电路中的总电阻
R′===40Ω
根据电阻的串联,变阻器接入电路中的最大阻值
R0大=R′R2=40Ω10Ω=30Ω
由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为0.5A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻
R″===24Ω
变阻器接入电路中的最小阻值
R0小=R″R2=24Ω10Ω=14Ω
所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω~30Ω,故D正确。
故选BD。