Question

5．如圖（a）電路，當(dāng)變阻器的滑動片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的示數(shù)隨電流的變化情況如圖（b）U一I圖象中的AC、BC兩直線所示，不考慮電表對電路的影響．下面說法正確的是（　�。�

• A． 電源電動勢為 E=9V
• B． 電源內(nèi)阻 r=1Ω
• C． 定值電阻R₀=3Ω
• D． 變阻器消耗的最大功率為7W

Answer 1

分析 當(dāng)變阻器的滑動片向左移動時，變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，定值電阻R₀的電壓增大，路端電壓減小，來判斷兩個電壓表的示數(shù)對應(yīng)的圖線．
定值電阻R₀等于圖線AC的斜率大�。�由數(shù)學(xué)知識求出圖線的斜率求解R₀．當(dāng)滑動變阻器取最大值時，電流最小，由圖讀出電流的最小值，由歐姆定律求出變阻器的總電阻R．
圖線BC反映路端電壓與電流的關(guān)系，其斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由數(shù)學(xué)知識求出電源的內(nèi)阻．再閉合電路歐姆定律求出電源的電動勢．
將定值電阻和電源當(dāng)作一個等效電源，當(dāng)?shù)刃щ娫吹膬?nèi)電阻和變阻器電阻相等時，等效電源輸出功率最大．

解答 解：C、電壓表V₁的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖象應(yīng)為BC；電壓表V₂的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖象應(yīng)為AC；定值電阻為：R₀=$\frac{{U}_{2}^{\;}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω；故C正確；
AB、當(dāng)I=0.5A時，有：R_外=$\frac{{U}_{1}^{\;}}{I}$=$\frac{7.5}{0.5}$=15Ω；
R=R_外-R₀=12Ω；
根據(jù)閉合電路的歐姆定律：E=7.5+0.5r    
E=6+2r
可得：E=8V，r=1Ω，故A錯誤，B正確；
D、當(dāng)R=R₀+r=4Ω時，變阻器消耗的電功率最大，變阻器兩端的電壓為：U_R=$\frac{E}{2}$=4V
變阻器消耗的最大功率為：P_R=$\frac{{U}_{R}^{2}}{R}$=$\frac{{4}_{\;}^{2}}{4}$=4W，故D錯誤
故選：BC

點評 本題考查對物理圖象的理解能力，可以把本題看成動態(tài)分析問題，來選擇兩電表示對應(yīng)的圖線．