Question

6．如图甲所示，电源电压为6V不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，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，则电子元件处于正常工作状态时（　　）

• A． 电子元件的电阻不变
• B． 电路消耗的总功率最小为0.2W
• C． 电路中电流为0.1A时电子元件功率最大
• D． 变阻器的阻值范围应控制在5Ω～40Ω

Answer 1

分析 （1）从图象可知，电流与电子元件两端的电压不是正比关系；
（2）电子元件处于正常工作状态时，根据P=UI求出电路消耗的最小功率；
（3）由图象可知，电子元件两端的电压和通过的电流关系，然后判断电子元件功率最大时的电流；
（4）由图象可知，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．

解答 解：（1）从图象可知，电子元件的电阻是在变化的，故A错误；
（2）电子元件处于正常工作状态，
当电路中的电流I_小=0.1A时，电路消耗的功率最小，
则P=UI_小=6V×0.1A=0.6W，故B正错误；
（3）由图象可知，电子元件两端的电压增大时，通过的电流增大，
当电子元件功率最大时，电路中的电流为0.4A，故C错误；
（4）电子元件处于正常工作状态，电路电流最小为0.1A时，电子元件两端的最小电压为2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的最大电压：
U₁=U-U_电=6V-2V=4V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，
R_大=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，
电路电流最大为0.4A，电子元件两端的最大电压为4V，
所以滑动变阻器两端的最小电压：
U₂=U-U_电′=6V-4V=2V，
滑动变阻器接入电路的电阻最小，
R_小=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{大}}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω，
所以滑动变阻器的阻值范围应控制在5Ω～40Ω，故D正确．
故选D．

点评 本题考查电阻、电压、电功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是计算滑动变阻器的电阻范围，重点是学会根据图象分析问题．