题目内容

4．如图甲所示，电源电压保持不变．闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示．下列叙述不正确的是（　　）
A．R 的阻值为 1Ω
B．图乙中 dc 是表示电压表 V1的示数随电流表示数变化的图线
C．滑片在 a 点时，10s 内电阻 R 消耗的电能为 10J
D．滑片从 b 点滑到 a 点的过程中，电路消耗的总功率最大值为 45W

分析 （1）由图甲知，三个电阻串联，V1测R1两端电压，V2测R2两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路特点结合欧姆定律分析判断图象中两段表示的含义；
（2）根据图乙读出P在a和b两点时，两电压表的示数和电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律列式求出R的阻值和电源电压U；
（3）由W=UIt计算R上消耗的电能；
（4）由P=UI计算滑片从 b 点滑到 a 点的过程中，电路消耗的总功率最大值．

解答 解：
（1）由图甲知，R、R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中电流，
P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，电路中总电阻变小，电源电压保持不变，由I=$\frac{U}{R}$知，电路中电流变大，所以：c点表示P在a点时两电压表示数，d、e表示P在a点时两电压表示数；
由U=IR知，V2示数变大，R两端电压UR变大，
由串联电路电压特点知，U1=U-U2-UR，所以电压表V1示数变小，
由图乙知，dc段表示电压随电流增大而减小，故dc是V1的示数随电流表示数变化的图线；ec段表示电压随电流增大而增大，故ec是V2的示数随电流表示数变化的图线，故B正确；
（2）因为图乙中，d、e表示P在b点时两电压表V1、V2示数分别为12V和2V，此时电路中电流I=1A，
由串联电路特点和欧姆定律有：
U=U1+U2+UR，即：U=2V+12V+1A×R…①
c点表示P在a点时两电压表示数，且此时两电压表示数均为6V，此时电路中电流I′=3A，
U=U1′+U2′+UR′，即：U=6V+6V+3A×R…②
解①②可得：R=1Ω，U=15V．故A正确；
（3）P在a点时，R两端电压：UR=IR=3A×1Ω=3V，
所以10s 内电阻 R 消耗的电能：WR=URIt=3V×1A×10s=30J，故C错误；
（4）滑片从 b 点滑到 a 点的过程中，电路中最大电流3A，
所以电路消耗的总功率最大为：
P最大=UI′=15V×3A=45W．故D正确．
故选C．

点评 本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用，根据电路特点看懂图象是解题的关键．

练习册系列答案
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