问题描述:
如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头,闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示.已知R1=10Ω,则下列判断错误的是( )A. 当P位于x=31cm处时,R2消耗的功率为0.5W
B. GH导体的电阻为5Ω
C. 电源电压为6V
D. FG段为铜导体
最佳答案:
(1)由图甲知,当滑片位于E端时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图象可知,I大=0.6A,
由I=
U |
R |
U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,故C正确;
(2)当滑片位于H端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图象可知,I小=0.2A,
则电路中的总电阻:R总=
U |
I小 |
6V |
0.2A |
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:
REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω,
由于滑片P从H端向E端移动,由图象的拐点(15cm-25cm)可知:
GH=15cm,FG=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm,
中间一段电流无变化,故FG是铜导线,故D正确;
由图象可知,当滑片P位于F点时,电路中的电流I=0.4A,则总电阻:
R总′=
U |
I |
6V |
0.4A |
则EF段的总电阻:REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω;
GH导体的电阻为:RGH=R总-REF=20Ω-5Ω=15Ω,故B错误;
(3)当x=31cm时,EF段连入电路的长度:LEF=35cm-31cm=4cm,
此时EF段连入的阻值:R2=
REF |
EF |
5Ω |
10cm |
由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中的电流:I=
U |
R1+R2 |
6V |
10Ω+2Ω |
由P=I2R可得,此时R2消耗的功率P2=I2R2=(0.5A)2×2Ω=0.5W,故A正确.
故选B.