Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓U保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R1的阻值為12Ω，滑動變阻器R的最大阻值為100Ω．只閉合開關(guān)S1，當(dāng)變阻器連入電路的阻值為Ra時，電流表的示數(shù)為Ia；只閉合開關(guān)S2，當(dāng)變阻器連入電路的阻值為Rb，時，電流表的示數(shù)為Ib，電壓表的示數(shù)為Ub．已知Rb=16Ω，Ub=8V，Ra：R2=12：5．Ia：Ib=3：5．移動滑動變阻器的滑片時，該電路消耗的總功

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A. 只閉合開關(guān)S1時，電路清耗的最小功率為4.5W

B. 只閉合開關(guān)S1時，電路消耗的最大功率為27W

C. 只閉合開關(guān)S2時，電路消耗的最小功率為2.7W

D. 只閉合開關(guān)S2時，電路消耗的最大功率為10.8W

Answer 1

【答案】B

【解析】解：只閉合開關(guān)S2，滑動變阻器R與R2串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，當(dāng)變阻器連入電路的阻值為Rb＝16Ω時，電壓表的示數(shù)為Ub＝8V，此時電路中的電流：Ib＝0.5A，電源電壓U＝Ib（Rb+R2）＝0.5A×（16Ω+R2）又因?yàn)?/span>Ia：Ib＝3：5，所以Ia＝0.3A，只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器R與R1串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，電源電壓U＝Ia（Ra+R1）＝0.3A×（Ra+12Ω）由于電源電壓U保持不變，則有：0.5A×（16Ω+R2）＝0.3A×（Ra+12Ω），又因?yàn)?/span>Ra：R2＝12：5，由以上式子可解得：R2＝20Ω；Ra＝48Ω；U＝18V。AB、只閉合開關(guān)S1時，滑動變阻器R與R1串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表示數(shù)達(dá)到最大，即UV＝15V電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，則電阻R1兩端的電壓U1＝U﹣UV＝18V﹣15V＝3V，電路中的電流I1＝＝0.25A，電路消耗的最小功率：P小＝UI1＝18V×0.25A＝4.5W，故A正確；當(dāng)電路中的電流最大時，即IA＝0.6A時，電路消耗的功率最大，電路消耗的最大功率：P大＝UIA＝18V×0.6A＝10.8W，故B錯誤；CD、只閉合開關(guān)S2，滑動變阻器R與R2串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表示數(shù)達(dá)到最大，即UV＝15V電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，則電阻R2兩端的電壓U2＝U﹣UV＝18V﹣15V＝3V，電路中的電流I2＝＝0.15A，電路消耗的最小功率：P小＝UI1＝18V×0.15A＝2.7W，故C正確；當(dāng)電路中的電流最大時，即IA＝0.6A時，電路消耗的功率最大，電路消耗的最大功率：P大＝UIA＝18V×0.6A＝10.8W，故D正確。

故選：B。