Question

14．在综合实践活动课上，小明把一只用半导体材料制成的电阻R_x与滑动变阻器R串联接在电压恒为6V的电路中，如图甲所示．闭合开关，滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中，电流表和电压表示数变化情况如图乙所示，针对该实验过程，下列结果正确的是（　　）

• A． R_x是定值电阻，其阻值为6Ω
• B． 电路消耗的最小功率为0.6W
• C． 滑动变阻器的最大阻值为50Ω
• D． 当P从a端移向b端时，R_x的阻值变大

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，电阻R_x与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器的滑片P位于a端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
由图象可知电流和对应电压，利用欧姆定律和电功率公式求出滑动变阻器的最大阻值、R_x的阻值和电路消耗的最小功率；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于b端，滑动变阻器接入电路的阻值为零，由图象可知最大电流和对应电压，根据欧姆定律的变形公式求出R_x的阻值，进而得出R_x的阻值变化情况．

解答 解：由电路图可知，电阻R_x与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
（1）当滑动变阻器的滑片P位于a端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
电路总电阻最大，电路中的电流最小，
由图象可知，最小电流I_最小=0.1A，电路消耗的功率最小：
P_最小=UI_最小=6V×0.1A=0.6W，故B正确；
当电路中的电流最小时，对应电压表示数U_滑=4.5V，
由欧姆定律得，滑动变阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{4.5V}{0.1A}$=45Ω，故C错误；
根据串联电路电压规律可知，电阻R_x两端的电压：
Ux=U-U_滑=6V-5.0V=1V，
此时R_x的阻值：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{最小}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于b端，滑动变阻器接入电路的阻值为零，
电路总电阻最小，电路中的电流最大，由图象可知，最大电流I_最大=1.0A，
则电阻R_x两端的电压：U_x′=U=6V，
此时R_x的阻值：R_x′=$\frac{{U}_{x}^{′}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{1.0A}$=6Ω，
由上述可知，R_x不是定值电阻，故A错误；
当P从a端移向b端时，R_x的阻值变小，故D错误．
故选：B．

点评 本题主要考查串联电路的特点、欧姆定律及其变形的灵活运用、电功率的计算等知识，从图象上得出有用信息熟练运用相关公式和规律即可正确解题，同时会应用图象解决问题，这也是以后学习的重点．