如图8所示电路,电源电压不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,在15s内定值电阻R1产生的热量为60J。则下列结果正确的是( )
A.电源电压为10V
B.R1的阻值为18Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为9Ω
D.R1先后两次消耗的电功率之比为43
解析:当滑片位于中点时,电压表的示数为4V,当位于b点时,其电阻变大,电路总电阻变大,串联电路各处电流均变小,R1两端的电压变小,使滑动变阻器两端的电压(即电压表示数)变大。故电压表的示数变成6V(4V+2V=6V).设电源电压为U,则此时R1两端的电压为U-6,根据题意有
(U-6)2 | ×15=60 | …………(1) |
R1 |
当位于中点时,电压表的示数为4V,根据两电阻中的电流相等得:
U-4 | = | 4 |
R1 | R/2 |
…………(2)
当位于b点时,电压表的示数为6V,同理可得
U-6 | = | 6 |
R1 | R |
…………(3)
(2)/(3)可得
U-4 | = | 8 |
U-6 | 6 |
解之得:U=12V
将U=12V代入(1)式解得:
R1=9Ω
再将U和R1的值代入(2)或(3)式得
R=9Ω
先后两次R1消耗的功率之比为:
(12-4)2 | ||
9 | = | 16 |
(12-6)2 | 9 | |
9 |
综上可见,只有选项C是正确的。
答案:C
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