Question

如圖甲，電源電壓恒為9V，滑動變阻器的最大阻值為100Ω，電流在0.1A～0.4A之間時電子元件均能正常工作．若通過此電子元件的電流與其兩端電壓的關系如圖乙所示，下列判斷正確是（　　）

A．為使電子元件處于正常工作狀態，變阻器的阻值范圍應控制在5Ω～70Ω

B．當P在中點時，電子元件與滑動變阻器的電功率之比為1：1

C．電子元件工作時，電阻保持不變

D．電子元件處于正常工作狀態時，電路消耗的最大功率為3.6W

Answer 1

分析：（1）由圖象可知，電路電流最小為0.1A，電流最大為0.4A，找到對應的電壓，根據串聯電路電壓的規律求出滑動變阻器兩端的電壓，進一步求出滑動變阻器接入電路的電阻；
（2）當P在中點時，無法判斷電子元件與滑動變阻器電阻的大小關系，根據電阻的分壓特點可知無法確定當P在中點時電子元件與滑動變阻器的電壓之比；
（3）從圖象可知，電流與電子元件兩端的電壓不是正比關系，電子元件處于正常工作狀態時，電路消耗的最大功率根據公式P=UI可求．

解答：解：（1）電子元件處于正常工作狀態時，電路電流最小為0.1A，電子元件兩端的最小電壓為2V，
所以滑動變阻器兩端的最大電壓為U₁=9V-2V=7V，
此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，R_大=

U1

I小

=

7V

0.1A

=70Ω，
電路電流最大為0.4A，電子元件兩端的最大電壓為4V，
所以滑動變阻器兩端的最小電壓為U₂=9V-4V=5V，
滑動變阻器接入電路的電阻最小，R_小=

U2

I大

=

5V

0.4A

=12.5Ω．
所以滑動變阻器的阻值范圍應控制在12.5歐～70歐，故A錯誤；
（2）因為電子元件與滑動變阻器串聯，通過的電流相等，
所以電子元件與滑動變阻器消耗的電功率之比就等于兩電阻之比，
因無法判斷電子元件與滑動變阻器電阻的大小關系，
所以無法判斷它們消耗的電功率之間的關系，故B錯誤；
（3）從圖象可知，電子元件的電阻是在變化的，故C錯誤；
（4）當電路消耗的功率最大時，電路電流最大，為I_大=0.4A，
電路消耗的最小功率P=UI_小=9V×0.4A=3.6W，故D正確．
故選D．

點評：本題考查電阻、電壓、電功率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是計算滑動變阻器的電阻范圍，重點是學會根據圖象分析問題．