Question

7．如圖所示電路，電源電壓恒為6V，定值電阻R₁為10Ω，滑動(dòng)變阻器R₂的規(guī)格為“20Ω 0.5A”，電壓表的量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，則（　�。�

• A． 電壓表測量的是電阻R₁兩端的電壓
• B． 當(dāng)變阻器R₂的滑片向P向左移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變小
• C． 為了保證電路中各元件安全工作，變阻器R₂接入電路的阻值范圍是2～10Ω
• D． 當(dāng)變阻器R₂接入電路中的阻值是8Ω時(shí)，通電1.5min電阻R₁產(chǎn)生的熱量是80J

Answer 1

分析 （1）電壓表與被測電路元件并聯(lián)，據(jù)此判斷電壓表所測的電路元件，然后判斷出電路的連接方式和電表所測的電路元件；
（2）根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R₁兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)結(jié)合電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出變阻器接入電路中阻值的范圍；
（4）當(dāng)變阻器R₂接入電路中的阻值是8Ω時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)Q=I²Rt求出通電1.5min電阻R₁產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在R₂兩端測其兩端的電壓，電流表測電路中的電流，故A錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)變阻器R₂的滑片向P向左移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，
由U=IR可知，R₁兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表的示數(shù)變大，故B錯(cuò)誤；
（3）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為0.5A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，
此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_2小=R-R₁=12Ω-10Ω=2Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_2大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)R₁兩端的電壓：
U_1小=U-U_2大=6V-3V=3V，
此時(shí)電路中的電流：
I_小=$\frac{{U}_{1小}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2大}}{{R}_{2大}}$，即$\frac{3V}{10Ω}$=$\frac{3V}{{R}_{2大}}$，
解得：R_2大=10Ω，
則變阻器R₂接入電路的阻值范圍是2Ω～10Ω，故C正確；
（4）當(dāng)變阻器R₂接入電路中的阻值是8Ω時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+8Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
通電1.5min電阻R₁產(chǎn)生的熱量：
Q₁=I²R₁t=（$\frac{1}{3}$A）²×10Ω×1.5×60s=100J，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、焦耳定律的應(yīng)用以及電路的動(dòng)態(tài)分析，正確的判斷電路中的最大電流是關(guān)鍵．