Question

4．某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路圖如圖所示，已知他所用電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V．電源電壓為6V并保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω，定值電阻R₀為10Ω，S閉合后，在實(shí)驗(yàn)操作無(wú)誤的情況下，正確的說(shuō)法是（　�。�

• A． 電流表最大示數(shù)為0.6A
• B． 滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍是10～50Ω
• C． 電壓表的最小示數(shù)為1V
• D． 電阻R₀消耗的最大功率為1.8W

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，電流表測(cè)電路電流；
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的最小示數(shù)．
（2）由于電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小，此時(shí)定值電阻消耗的電功率最大，滑動(dòng)變阻器阻值最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律即可求出滑動(dòng)變阻器的最小阻值；
已知電路中的最大電流，利用P=I²R求出電阻R₀消耗的最大功率．

解答 解：
由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，電流表測(cè)電路電流；
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，
電路中的電流：
I_最小=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{最大}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
電壓表最小示數(shù)：
U_0最小=I_最小R₀=0.1A×10Ω=1V，故C正確．
（2）由于電壓表的量程為0～3V，則定值電阻兩端的最大電壓為3V，
則電流表的最大示數(shù)：
I_最大=$\frac{{U}_{0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故A錯(cuò)誤；
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，
滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓：U_R最小=U-U_0最大=6V-3V=3V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為：
R_最小=$\frac{{U}_{R最小}}{{I}_{最大}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
所以滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍是10～50Ω，故B正確；
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小，此時(shí)定值電阻消耗的電功率最大，（3）當(dāng)電流最大時(shí)，電阻R₀消耗的功率最大，
R₀消耗的最大功率：P_0最大=（I_最大）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W，故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 若滑動(dòng)變阻器的電阻不連入，電壓表將超出量程，根據(jù)電壓表的量程找出滑動(dòng)變阻器連入的電阻最小值，是解本題的關(guān)鍵．