Question

11．如图为一种握力计和它的工作原理示意图．电源电压恒定不变，握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R₂起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端的滑片P在电阻R₁的最上端时不施加力，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）．该握力计测量范围为0～200N，电路中电流变化范围0.1～0.6A．则下列判断正确的是（　　）

• A． 握力计工作电路的电源电压为3V
• B． 握力为200N时电路中电流为0.6A
• C． R₁连入电路阻值变化范围0～30Ω
• D． R₂消耗的最大功率为1.8W

Answer 1

分析 （1）滑片P在电阻R₁的最上端时不施加力，电路为R₂的简单电路，此时电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）滑片P移动到最下端时施加的力最大时，R₁接入电路中的电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R₁的最大阻值，利用P=UI求出电路消耗的最小功率．

解答 解：由电路图可知，两电阻串联接入电路，电流表测电路电流；
A、由电路图可知，滑动变阻器接入电路的阻值最小为零时，只有R₂接入电路，电路电阻最小，电路电流最大为0.6A；由I=$\frac{U}{R}$可知，电源电压：U=U₂=I_最大R₂=0.6A×5Ω=3V，故A正确；
B、由电路图可知，握力最大为200N时，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻最大，由欧姆定律可知，电路电流最小，由题意可得，此时电路中电流为0.1A，故B错误；
C、由I=$\frac{U}{R}$可知，电路最大总电阻：R_总大=R_1大+R₂=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
所以，滑动变阻器最大阻值：R_1大=R_总大-R₂=30Ω-5Ω=25Ω，
则R₁连入电路阻值变化范围0～25Ω，故C错误；
D、当电流最大时，R₂消耗的功率最大，
所以，R₂消耗的最大功率：P_2大=I_最大²R₂=（0.6A）²×5Ω=1.8W，故D正确；
故选AD．

点评 本题是一道电学综合题，分析清楚电路结构是正确解题的关键，应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可解题．