Question

【題目】如圖所示電路中，電源電壓不變，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器（a、b為其兩端點(diǎn)）．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.1A，R2消耗的電功率為1W；當(dāng)滑片P移動(dòng)至某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，R2消耗的電功率為1.8W．則當(dāng)滑片P從a移到b的過程中（ ）

A. 電流表示數(shù)變化了0.6 A

B. 電壓表示數(shù)變化了4 V

C. R1消耗的電功率變化了5 W

D. 電路消耗的總功率變化了6 W

Answer 1

【答案】D

【解析】由題可知，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P在某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.1A，當(dāng)滑片P移動(dòng)至某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，這表明某一端點(diǎn)為b點(diǎn)，即滑片于b點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)最小為Ib=0.1A；由圖可知，R1與R2串聯(lián)，當(dāng)P于b點(diǎn)時(shí)，R2全部接入電路，電壓表測(cè)R2兩端的電壓U2，R2消耗的電功率為lW；

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和P=UI可得，電源電壓：U=U1 +U2=IbR1 +P2/Ib=0.1A×R1+1W/0.1A

當(dāng)滑片P移動(dòng)至某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為I'=0.3A，R2消耗的電功率為P'2=1.8W，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和P=UI可得，電源電壓：U=U1'+U2'=I'R1 +P′2/I′=0.3A×R1+1.8W/0.3A ②

由①②可解得：U=12V，R1=20Ω；

當(dāng)滑片于a點(diǎn)時(shí)，R2接入電路的阻值為0，電壓表示數(shù)為0，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電流表的最大示數(shù)：Ia=U/R1=12V/20Ω=0.6A，

電壓表的最小示數(shù)：Ua=0V，電路消耗的最大總功率：Pa=UIa=12V×0.6A=7.2W，R1消耗的最大電功率：P1=Pa=7.2W；

當(dāng)滑片于b點(diǎn)時(shí)，R2全部接入電路且與R1串聯(lián)，電壓表測(cè)R2的電壓U2，電路中電流最小為Ib=0.1A，即電流表的最小示數(shù)：Ib=0.1A，

R2兩端的電壓即電壓表示數(shù)：U2 =P2/Ib=1W/0.1A=10V，

電路消耗的最小總功率：Pb =UIb =12V×0.1A=1.2W，

R1消耗的最小電功率：P1'=Ib2 R1=（0.1A）2×20Ω=0.2W，

所以，當(dāng)滑片由a滑至b端時(shí)，電流表示數(shù)變化：△I=Ia-Ib=0.6A-0.1A=0.5A，故A錯(cuò)誤；電壓表示數(shù)變化：△U=Ub-Ua=10V-0V=10V，故B錯(cuò)誤；R1消耗的電功率變化：△P1=P1-P1'=7.2W-0.2W=7W，故C正確；電路消耗的總功率變化：△P=Pa -Pb =7.2W-1.2W=6W，故D正確，故選D。