Question

【題目】小敏同學設(shè)計了如圖所示的電路，他用的電源電壓是6V保持不變，選的電流表的量程為0～0.6A．電壓表的量程為0～3V，定值電阻R1的規(guī)格為“10Ω 0.5A”，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω 1A”．閉合開關(guān)在保證電路安全的情況下，下列做法正確的是（）

A. 變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍可以為2Ω～10Ω

B. 電阻R1消耗功率允許的變化范圍是0.4W～0.9W

C. 電流表示數(shù)允許的變化范圍可以為0.3A～0.5A

D. 電路消耗總功率允許的變化范圍可以為1.2W～1.8W

Answer 1

【答案】BD

【解析】試題分析：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流，然后與定值電阻允許通過的最大電流、滑動變阻器允許通過的最大電流、電流表的量程確定電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，R1消耗的電功率最大，電路消耗的總功率最大，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)P=I2R求出R1消耗的最大功率，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最大功率；

（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，R1消耗的電功率最小，電路消耗的總功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I2R求出R1消耗的最小功率，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小功率，然后得出答案．

解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）當電壓表示數(shù)最大為U1=3V時，電路中的電流：

I===0.3A，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且R1允許通過的最大電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，

所以，電路中的最大電流I大=0.3A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，R1消耗的電功率最大，電路消耗的總功率最大，

電路中的總電阻：

R總小===20Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R2小=R總小﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω，

滑動變阻器R2接入電路的阻值最大為20Ω，此時電流最小，各元件是安全的，

則滑動變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍可以為10Ω～20Ω，故A錯誤；

R1消耗的最大功率：P1大=I大2R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，

電路消耗的最大功率：P大=UI大=6V×0.3A=1.8W；

（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，R1消耗的電功率最小，電路消耗的總功率最小，

則電路中的最小電流：

I小===0.2A，

所以，電流表示數(shù)允許的變化范圍可以為0.2A～0.3A，故C錯誤；

R1消耗的最小功率：P1小=I小2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W，

所以，電阻R1消耗功率允許的變化范圍是0.4W～0.9W，故B正確；

電路消耗的最小功率：P小=UI小=6V×0.2A=1.2W，

所以，電路消耗總功率允許的變化范圍可以為1.2W～1.8W，故D正確．

故選BD．