Question

在如圖所示的電路中，設電源電壓不變，燈L電阻不變．閉合開關S，在變阻器滑片P移動過程中，電流表的最小示數為0.2A，電壓表V的最大示數為4V，電壓表V₁的最大示數U_Lmax與最小示數U_Lmin之比為3：2．則根據以上條件能求出的物理量有（ ）

A．只有電源電壓和L的阻值
B．只有L的阻值和滑動變阻器的最大阻值
C．只有滑動變阻器的最大阻值
D．電源電壓、L的阻值和滑動變阻器的最大阻值

Answer 1

【答案】分析：（1）首先判斷出電路的連接方式為串聯，電流表測電路電流，電壓表V測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V₁測小燈泡L兩端的電壓．
（2）電流表示數最小時就是電路中總電阻最大時，此時電壓表V₁的示數最小，電壓表V的示數最大；電壓表V₁的示數最大時，電路中總電流最大，總電阻最小．
（3）結合題意，根據選項內容分別計算，判斷正誤．
解答：解：由電路圖可知，電燈L與滑動變阻器串聯，電流表測電路電流，電壓表V測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V₁測小燈泡L兩端的電壓．
（1）當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電路中的電流最小I=0.2A；
此時電壓表V的最大U₂=4V，電壓表V₁的示數最小為U_Lmin；
∴滑動變阻器最大阻值：R===20Ω，
燈泡L兩端電壓：U_Lmin=IR_L，
電源電壓：U=I（R₂+R_L）=0.2A×（20Ω+R_L）=4+0.2R_L．
（2）當滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電路中的電流最大為I′，
此時燈泡L兩端的電壓U_Lmax最大，等于電源電壓，
則U_Lmax=I′R_L．
①∵電壓表V₁的最大示數與最小示數之比為3：2；
∴===，
I′=I=×0.2A=0.3A，
∴電源電壓U=I′R_L=0.3R_L，
②電源兩端電壓不變，燈L的電阻不隨溫度變化，
∴4+0.2R_L=0.3R_L，
解得燈泡電阻R_L=40Ω，電源電壓U=12V
因此可以求出電源電壓、燈泡電阻、滑動變阻器的最大阻值；
故選D．
點評：本題難度比較大，考查學生分析電路，并能運用歐姆定律和電功率進行相關計算；在分析過程中一定要細心，抓住不變量和電路特點．