【答案】
分析:由電路圖可知,當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí),定值電阻R
1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián);當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí),定值電阻R
1與滑動變阻器阻值的一半串聯(lián).
(1)先根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)求出當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù),再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓以及電路中的電流,利用電源的電壓不變得出等式即可得出R
1和R之間的關(guān)系;再根據(jù)P=I
2Rt表示出P置于中點(diǎn)時(shí),在20s內(nèi)定值電阻R
1產(chǎn)生的熱量,進(jìn)一步得出R和R
1的阻值,代入電源電壓的表達(dá)式即可求出電源的電壓;
(2)根據(jù)P=I
2R和電阻之間的關(guān)系即可求出R
1先后兩次消耗的電功率之比.
解答:解:由電路圖可知,當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí),定值電阻R
1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián);當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí),定值電阻R
1與滑動變阻器阻值的一半串聯(lián).
(1)根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為6V-2V=4V,
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和,
∴根據(jù)歐姆定律可得:
U=I
1R
1+6V,U=I
2R
1+4V,I
1=
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,I
2=
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=
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,
∵電源的電壓不變,
∴I
1R
1+6V=I
2R
1+4V
即
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R
1+6V=
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R
1+4V
簡化可得:R
1=R,
根據(jù)P=I
2Rt可得:
P置于中點(diǎn)時(shí),在20s內(nèi)定值電阻R
1產(chǎn)生的熱量Q
1=I
22R
1t=(
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)
2R
1×20s=
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×R×20s=
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×20s=64J,
解得:R=20Ω,即R
1=20Ω,故A不正確、B正確;
電源的電壓U=I
1R
1+6V=
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R
1+6V=
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×20Ω+6V=12V,故C不正確;
(2)根據(jù)P=I
2R可得:
R
1先后兩次消耗的電功率之比P
1:P
1′=(I
1)
2R
1:(I
2)
2R
1=(I
1)
2:(I
2)
2=(
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)
2:(

)
2=9:16,故D不正確.
故選B.
點(diǎn)評:本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,利用好當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)的變化的是關(guān)鍵.