Question

5．小华同学在做电学实验时，设计的实验电路如图所示，已知他所用的电流表量程为0至0.6A，电压表的量程为0至3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R₀为10Ω，S闭合后，在实验操作无误的情况下，正确的说法是（　　）

• A． 电流表最大示数0.6A
• B． 滑动变阻器消耗的最小功率为0
• C． 电压表的最小示数为1V
• D． 电阻R₀消耗的最大功率为1.8W

Answer 1

分析 由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路电流；
（1）电源的电压大于电压表的最大示数，根据串联电路的分压特点可知当电压表的示数最大时电路中的电流最小，此时定值电阻消耗的电功率最大，滑动变阻器两端的电压不为0，根据P=UI可知滑动变阻器的最小电功率不可能为0，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，利用P=I²R求出电阻R₀消耗的最大功率；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用欧姆定律求出电压表的最小示数．

解答 解：由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路电流；
（1）电源的电压大于电压表的最大示数，
当电压表的示数最大为3V时，定值电阻两端电压最大，电路中的电流最大，定值电阻消耗的功率最大，
电路最大电流I_max=$\frac{{U}_{R0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故A错误；
由串联电路特点可知，此时滑动变阻器两端电压最小，滑动变阻器两端最小电压为6V-3V=3V，
由P=UI可知，滑动变阻器消耗最小功率不为0，故B错误；
电阻R₀消耗的最大功率：P_0max=（I_max）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W，故D错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，
此时电路中的电流：I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
电压表最小示数：U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故C正确；
故选C．

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，注意若滑动变阻器的电阻不连入，电压表超量程，根据电压表的量程找出滑动变阻器连入的电阻最小值，是解本题的关键．