Question

【題目】如圖甲所示電路中，電源電壓不變，R1是定值電阻，R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導體EF、FG、GH連接而成，其中一段是銅導體，其電阻可忽略不計，另兩段導體的阻值與自身長成正比，P是與R2良好接觸并能移動的滑動觸頭，閉合開關S將P從H端移到E端時，電流表示數I與P向左移動距離x之間的關系如圖乙所示．已知R1=10Ω，則下列判斷錯誤的是（ ）
A.當P位于x=31cm處時，R2消耗的功率為0.5W
B.GH導體的電阻為5Ω
C.電源電壓為6V
D.FG段為銅導體

Answer 1

【答案】B
【解析】解：（1）由圖甲知，當滑片位于E端時，電路為R1的簡單電路，電路中的電流最大，由圖象可知，I大=0.6A， 由I= 可得，電源的電壓：
U=I大R1=0.6A×10Ω=6V，故C正確；（2）當滑片位于H端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，由圖象可知，I小=0.2A，
則電路中的總電阻：R總= = =30Ω，
串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以滑動變阻器的最大阻值：
REH=R總﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω，
由于滑片P從H端向E端移動，由圖象的拐點（15cm﹣25cm）可知：
GH=15cm，FG=25cm﹣15cm=10cm，EF=35cm﹣25cm=10cm，
中間一段電流無變化，故FG是銅導線，故D正確；
由圖象可知，當滑片P位于F點時，電路中的電流I=0.4A，則總電阻：
R總′= = =15Ω，
則EF段的總電阻：REF=R總′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω；
GH導體的電阻為：RGH=R總﹣REF=20Ω﹣5Ω=15Ω，故B錯誤；（3）當x=31cm時，EF段連入電路的長度：LEF=35cm﹣31cm=4cm，
此時EF段連入的阻值：R2= ×LEF= ×4cm=2Ω，
由串聯電路特點和歐姆定律可得此時電路中的電流：I= = =0.5A，
由P=I2R可得，此時R2消耗的功率P2=I2R2=（0.5A）2×2Ω=0.5W，故A正確．
故選B．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．