Question

【題目】如圖所示電路中,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度成正比,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段移到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,則下列判斷正確的是

A.EF導體是銅導體

B.GH導體的電阻為10Ω

C.P位于x=60cm, 通過導體R1的電流為0.45A

D.P位于x=0cm及x=40cm兩處時，R2 耗的功率相等

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．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

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

因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，由圖象的拐點可知：GH=30cm，

FG=50cm-30cm=20cm

EF=70cm-50cm=20cm

中間一段電流無變化，故FG是銅導線，故A錯誤；

B．由圖象可知，當滑片P位于G點時，電路中的電流I=0.4A，則總電阻：

R’總===15Ω

則GH段的總電阻：

RGH= R總- R’總=30Ω-15Ω=15Ω

故B錯誤；

C．EF段的總電阻：

REF= R總- R1=30Ω-15Ω=15Ω

因兩段導體的阻值與自身長度成正比，所以，EF導體每1cm的電阻：

=0.25Ω/m

當P位于x=60cm時，滑動變阻器接入電路中的電阻：

R2=（70cm-60cm）×0.25Ω/cm=2.5Ω

通過導體R1的電流：

I1===0.48A

故C錯誤；

D．當x=0cm時，R2消耗的功率：

P2=REH=(0.2A)2×20Ω=0.8W

當x=40cm時，電路中的電流I=0.4A，REF=5Ω

則R2消耗的功率

P’2=REF=(0.4A)2×5Ω=0.8W

故D正確。