题目内容

【题目】如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V”字样,通过灯泡L的电流与电压关系如图像所示,电压表选择0~15V的量程,电流表选择0~3A的量程。闭合开关S,断开S1和S2,滑动变阻器的滑片在某处时,电流表的示数为0.4A;变阻器的滑片滑到另一处时,电压表的示数由8V变化到4V,电流表的示数变化了0.4A,已知R1:R2=1:4, R2为滑动变阻器的最大阻值。在保证各电路元件安全工作的情况下,则下列结果中不正确的是( )

A.R1的阻值为5ΩB.电源的电压为11V

C.整个电路的最大电功率是11WD.整个电路的最小电功率是4.4W

【答案】C

【解析】

A.闭合开关S,断开S1和S2时,灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数由U2′=8V变化到U2″=4V时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,则两种情况下电路中的电流分别为:I′=0.4A,

I″=0.4A+0.4A=0.8A,

由图象可知,两种情况情况下灯泡两端的电压分别为=1V,=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:

U= +I′R1+ =1V+0.4A×R1+8V,

U= +I″R1+ =3V+0.8A×R1+4V,

因电源的电压不变,所以,

1V+0.4A×R1+8V=3V+0.8A×R1+4V,

解得:

R1=5Ω,

故A正确,不符合题意;

B.电源的电压:

+I′R1+ =1V+0.4A×5Ω+8V=11V,

故B正确,不符合题意;

C.当开关S、S2闭合,断开S2时,电路为R2的简单电路,因电源的电压小于电压表的量程,所以,当调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数I大=3A时,电路消耗的电功率最大,则:

P大=UI大=11V×3A=33W,

故C错误,符合题意;

D.当闭合开关S,断开S1和S2,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电功率最小,则电源的电压:

UL小+I小(R1+ R2)= UL小+I小(R1+4 R1)= UL小+ I小×5 R1

11V= UL小+ I小×25Ω,

由图象可知,当I小=0.4A,UL小=1V符合,则电路的最小电功率:

P小=UI小=11V×0.4A=4.4W,

故D正确,不符合题意。

故选C。

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