如图所示,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值为R,闭合开关,当R2连入电路的电阻为R/4时,电压表的示数为2U,当R2全部连入电路时,电压表的示数为U,则下列说法不正确的是( )
A.R=2R1
B.电源电压为3U
C.当R2连入电路的阻值为R/2和R时,电路消耗的总功率之比为2:1
D. 当R2连入电路的阻值为R/2和R时,R1的功率之比为9:4
解析:设电源电压为U0。分析电路图可知,原电路是R1、R2组成的串联电路,电压表测量R1两端的电压。
当R2连入电路的电阻为R/4时,电压表的示数为2U,故
2U= | U0R1 | …………(1) | |
R1+ | R | ||
4 |
而当R2全部连入电路时,电压表的示数为U,所以
U= | U0R1 | …………(2) |
R1+R |
(1)/(2)得:
1= | 2(R1+R) | |
4R1+R |
即:R=2R1…………(3)
将(3)代入(2)得:
U0=3U
可见:A、B两选项均正确。
当R2连入电路的阻值为R/2和R时,电路消耗的总功率分别为:
P1= | U02 | …………(4) | |
R1+ | R | ||
2 |
和
P2= | U02 | …………(5) |
R1+R |
将(3)代入(4)、(5),并将(4)/(5)得:
P1 | = | 8 |
P2 | 5 |
显然选项C错误。
当R2连入电路的阻值为R/2和R时,R1的功率之比可利用公式
P=( | U0 | )2R1 |
R1+R |
及以上类似方法可得其功率之比为9:4,故选项D正确。
答案:C
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