题目内容
【题目】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示,电表示数变化量的大小分别用
、
、
和
表示,电阻R1、R2、R3(R2>R1+R3)消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列判断不正确的是( )
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A.
不变,
不变
B.
变大,
不变
C.
变大,
变大
D.滑动变阻器的滑片向下滑动时,P1变小,P2先变大后变小,P3变小
【答案】C
【解析】
A.从图中可以看到,电压表V1测的是电阻R1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R1的电流大小,可知
,电阻R1的阻值大小不变,那么
不变;滑片P从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是
、
,电压表V1的示数前后分别是
、
,可知
、
,那么
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变换可得
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由于电阻R1的阻值大小不变,那么
不变;综上所述,
不变,
不变;A正确,不合题意;
B.从图中可以看到,电压表V2测的是变阻器R2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R2的电流大小,可知
,电阻R2的阻值在变大,那么
变大;滑片P从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是
、
,那么电阻R1和R3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R2的电压在变大,那么前后的电压大小
,这个电压变化量
大小等于电阻R1和R3的电压之和变化量,即
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这个电流变化量
也等于电阻R1和R3的电流变化量,可知道
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根据
可知
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两式相减可得
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变换可得
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由上述可知
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由于电阻R1和R3的阻值大小不变,那么
的大小不变;综上所述,
变大,
的大小不变;B正确,不合题意;
C.从图中可以看到,电压表V3测的是电阻R1和R2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R1和R2的电流大小,可知
,因为电阻R1和R2的阻值之和在变大,那么
在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R3的电压在变小,电阻R1和R2的电压之和在变大,前后的电压大小
,这个电压变化量
大小等于电阻R3的电压变化量,即
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这个电流变化量
也等于电阻R3的电流变化量,可知道
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根据
可知
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两式相减可得
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变换可得
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由上述可知
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由于电阻R3的阻值大小不变,那么
的大小不变;综上所述,
变大,
不变,C错误,符合题意;
D.由上述可知,电流在变小,根据
可知,电阻R1和R3的电功率在变小,即P1、P3在变小;而变阻器的功率
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让电阻R1和R3串联的电阻是R13,那么上式可转化为
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由上式可知,当
时,分母部分最小,电功率P2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当
时,功率最大,电功率P2先变大后变小;D正确,不合题意。
故选C。