Question

17．如图为一种握力计和它的工作原理图．电源由两节干电池提供电压，且电压保持不变．握力显示表由电流表改装而成，定值电阻R₂起保护电路作用，其阻值为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）．握力计测量范围为0-300N，电路中电流表变化范围0.1-0.6A．则下列说法正确的是（　　）

• A． 握力300N时电路中电流为0.6A
• B． R₁连入电路阻值变化范围0-30Ω
• C． R₁的电压变化范围是0.5V-2.5V
• D． R₂的功率变化范围是0.05W-1.8W

Answer 1

分析 明确清楚电路是串联电路，应用串联电路特点与欧姆定律求出电源电压、滑动变阻器的最大阻值，应用电功率公式求出电阻消耗的功率，然后即可判断．

解答 解：由图示电路图可知，两电阻串联接入电路，电流表测电路电流；
A、由图示电路图可知，握力最大为300N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，由题意可知，此时电路电流为0.1A，故A错误；
B、由图示电路图可知，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；
滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流为0.1A，由I=$\frac{U}{R}$可知：R=$\frac{U}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得滑动变阻器最大阻值：R₁=R-R₂=30Ω-5Ω=25Ω；所以R₁连入电路阻值变化范围0-25Ω，故B错误；
C、滑动变阻器接入电路的阻值最小为零时，R₁的电压为零；滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流为0.1A，R₁的电压：U₁=I_最小R₁=0.1A×25Ω=2.5V，所以R₁的电压变化范围是0-2.5V，故C错误；
D、R₂消耗的最小功率P=I_最小²R₂=（0.1A）²×5Ω=0.05W，R₂消耗的最大功率P=I_最大²R₂=（0.6A）²×5Ω=1.8W，故D正确．
故选D．

点评 本题时一道电学综合题，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．