Question

【题目】如图所示，电源电压为6V，R1=1.5Ω，R2的最大阻值为6Ω，闭合开关S，在变阻器滑片P从A端滑到B端的过程中，电路中的诸多物理量发生了变化．图A、B、C、D所示的四组物理量关系的图象中，正确的是（ ）
A.A图横轴表示电流表示数，纵轴表示电压表示数
B.B图横轴表示电流表示数，纵轴表示定值电阻R1的电功率
C.C图横轴表示电阻器接入电路的电阻，纵轴表示电阻器的功率与电路总功率的比值
D.D图横轴表示电压表示数，纵轴表示变阻器的电功率

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，由I= 可得，电压表的示数：
U2=U﹣IR1=6V﹣1.5Ω×I，
所以，U2与电流是一次函数关系，其图象是一条倾斜直线，且电流增大时，U2减小，故A不正确；（2）定值电阻R1的电功率：
P1=I2R1 ， 显然R1的功率是电流I的二次函数，开口应向上，
且最小电流I最小= = =0.8A，
当电路中的电流I=2.4A时，定值电阻R1的电功率：
P1=I2R1=（2.4A）2×1.5Ω=8.64W，故B不正确；（3）电路的总功率P=I2（R1+R2），电阻器的功率P2=I2R2 ，
则电阻器的功率与电路总功率的比值：
η= = = = ，不是正比例函数，故C不正确；（4）电路中的电流I= ，变阻器的电功率：
P2=I2R2=（ ）2R2= = = = ，
若变阻器的最大阻值大于定值电阻的阻值，
当变阻器接入电路的阻值等于定值电阻时，变阻器消耗的功率最大，
变阻器的功率先随其接入阻值的增大而增大，后随其接入阻值的增大而减小．
而变阻器阻值增大时，其两端电压也增大，
当R2=R1=1.5Ω时，变阻器的电功率最大，最大为：
P2大= = =6W，
此时电压表的示数：
U2=IR2= R2= ×1.5Ω=3V，故D正确．
故选D．
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电压表的示数，然后根据表达式进行判断；（2）定值电阻R1的电功率为P1=I2R1 ， R1的功率是电流I的二次函数，开口应向上，然后求出电路中的电流I=2.4A时定值电阻R1的电功率，然后判断选项的正误；（3）电路的总功率P=I2（R1+R2），电阻器的功率P2=I2R2 ， 得出电阻器的功率与电路总功率的比值，根据表达式判断图线的形式；（4）根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P=I2R表示出变阻器的电功率，找出变阻器电功率最大时变阻器的阻值，进一步求出变阻器的最大功率，再根据串联电路的特点和欧姆定律求出电流表的示数，然后判断选项的正误．