Question

10．某同学做电学实验时，电路如图所示，已知他所用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，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，开关S闭合后，在移动滑动变阻器的过程中，下列情况可能出现的是（　　）

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

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大，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，
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大，
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，
由P=UI可知，滑动变阻器消耗最小功率不为0W，故B错误；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以定值电阻两端的最大电压：
U_0max=U-U_Rmax=6V-3V=3V，
串联电路中各处的电流相等，
根据欧姆定律可得，电流表的最大示数：
I_max=$\frac{{U}_{0max}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故C错误；
电阻R₀消耗的最大功率：
P_0max=（I_max）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W，故A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，
电路中的电流：
I_min=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{max}}$=$\frac{6V}{10Ω+50Ω}$=0.1A，
电压表最小示数：
U_Rmin=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，故D正确．
故选D．

点评 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．