小强同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器R0的规格为“20Ω 0.5A”。将开关S闭合后,为保证电路中各元件正常工作,则以下说法中正确的是
A.电路消耗的最大功率为1.6W |
B.电压表示数变化量的最大值为1V |
C.通过电阻R的电流最大值为0.4A |
D.滑动变阻器R0 接入电路的最小阻值为5Ω |
解析:通常此题这种“范围”题,可依据以下几个步骤来解决
1.分析电路连接:本电路为串联电路。其中电压表测量定值电阻两端的电压;
2.分析变化方向:R0↑→R总↑→I↓→UR↓。即电流表示数变小时,电压表示数也变小。两者同向变化。
3.计算“最”值。
最小值:电阻R0最大时,电流表、电压表示数都是最小的。电路安全。故R0可取最大电阻。此时电流中的电流及电压表的示数分别是
IRmin=Imin= | U | = | 6V | =0.2A |
R+R0 | 10Ω+20Ω |
URmin=IRminR=0.2A×10Ω=2V
最大值:若电流表取最大值,则电路中的电流为
I0=IR=I=0.6A,则电压表两端的电压为:
UR=IRR=0.6A×10Ω=6V>3V
所以只能取电压表示数为URmax=3V为其最大值。此时电路中的最大电流为
I’R=Imax= | URmax | = | 3V | =0.3A……(1) |
R | 10Ω |
电压表的变化量是
△UR=URmax-URmin=3V-2V=1V……(2)
电路中的最大功率是
Pmax=UImax=6V×0.3A=1.8W……(3)
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小。此时电路的总电阻为:
R总min | U | = | 6V | =20Ω |
Imax | 0.3A |
滑动变阻器的最小电阻
R0min=R总min-R=20Ω-10Ω=10Ω……(4)
3.确定范围或答案:
由(3)知,A选项错误;
由(2)知,B选项正确;
由(1)知,C选项错误;
由(4)知,D选项错误。
答案:B
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