Question

3．如图甲所示是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，则由此可知（　　）

• A． 当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端滑动时，电压表和电流表的示数都变小
• B． 该电路的电源电压为3V
• C． 该电路最小电功率为1.8W
• D． R的阻值变化范围是0～5Ω

Answer 1

分析 由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R₁两端的电压变化；
（2）当滑片位于b端时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源的电压，电流表的示数最大，根据图象读出电压表的示数即为电源的电压；
（3）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电流表的示数最小，电路的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，进一步得出变阻器的变化范围，根据P=UI求出该电路最小电功率．

解答 解：由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端滑动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，
由U=IR可知，R₁两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误；
（2）当滑片位于b端时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源的电压，电流表的示数最大，
由图象可知，电压表的最大示数为3V，即电源的电压U=3V，故B正确；
（3）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电流表的示数最小，电路的电功率最小，
由图象可知，电压表的示数U₁=0.5V，电流表的示数I=0.1A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U₁=3V-0.5V=2.5V，
滑动变阻器的最大阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω，
则R的阻值变化范围是0～25Ω，故D错误；
该电路最小电功率：
P=UI=3V×0.1A=0.3W，故C错误．
故选B．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是从图象中获取有用的信息．