Question

5．如图（a）电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的示数随电流的变化情况如图（b）U一I图象中的AC、BC两直线所示，不考虑电表对电路的影响．下面说法错误的是（　　）

• A． 电源电动势为 E=9V
• B． 电源内阻 r=1Ω
• C． 定值电阻R₀=3Ω
• D． 变阻器消耗的最大功率为7W

Answer 1

分析 当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R₀的电压增大，路端电压减小，来判断两个电压表的示数对应的图线．
定值电阻R₀等于图线AC的斜率大小．由数学知识求出图线的斜率求解R₀．当滑动变阻器取最大值时，电流最小，由图读出电流的最小值，由欧姆定律求出变阻器的总电阻R．
图线BC反映路端电压与电流的关系，其斜率大小等于电源的内阻，由数学知识求出电源的内阻．再闭合电路欧姆定律求出电源的电动势．
将定值电阻和电源当作一个等效电源，当等效电源的内电阻和变阻器电阻相等时，等效电源输出功率最大．

解答 解：ABC、电压表V₁的示数随电流表示数的变化图象应为BC；电压表V₂的示数随电流表示数的变化图象应为AC；定值电阻为：R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5}{0.5}$=3Ω；
当I=0.5A时，有：R_外=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{7.5}{0.5}$=15Ω；
R=R_外-R₀=12Ω；
根据闭合电路的欧姆定律：E=7.5+0.5r    
E=6+2r
可得：E=8V，r=1Ω，故A错误，BC正确；
D、当R=R₀+r=4Ω时，变阻器消耗的电功率最大，变阻器两端的电压为：U_R=$\frac{E}{2}$=$\frac{8}{2}$=4V；变阻器消耗的最大功率为：P_R=$\frac{{U}_{R}^{2}}{R}$=$\frac{16}{4}$=4W，故D错误
本题选错误的，故选：AD．

点评 本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．再根据闭合电路欧姆定律即可确定电动势和内电阻．