Question

如圖甲，電源電壓恒為9V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為100Ω，電流在0.1A～0.4A之間時(shí)電子元件均能正常工作．若通過(guò)此電子元件的電流與其兩端電壓的關(guān)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(tài)，變阻器的阻值范圍應(yīng)控制在5Ω～70Ω

B．當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，電子元件與滑動(dòng)變阻器的電功率之比為1：1

C．電子元件工作時(shí)，電阻保持不變

D．電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，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(duì)應(yīng)的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻；
（2）當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，無(wú)法判斷電子元件與滑動(dòng)變阻器電阻的大小關(guān)系，根據(jù)電阻的分壓特點(diǎn)可知無(wú)法確定當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)電子元件與滑動(dòng)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(guān)系，電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，電路消耗的最大功率根據(jù)公式P=UI可求．

解答：解：（1）電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，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(dòng)變阻器兩端的最大電壓為U₁=9V-2V=7V，
此時(shí)滑動(dòng)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(dòng)變阻器兩端的最小電壓為U₂=9V-4V=5V，
滑動(dòng)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(dòng)變阻器的阻值范圍應(yīng)控制在12.5歐～70歐，故A錯(cuò)誤；
（2）因?yàn)殡娮釉�件與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，通過(guò)的電流相等，
所以電子元件與滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比就等于兩電阻之比，
因無(wú)法判斷電子元件與滑動(dòng)變阻器電阻的大小關(guān)系，
所以無(wú)法判斷它們消耗的電功率之間的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；
（3）從圖象可知，電子元件的電阻是在變化的，故C錯(cuò)誤；
（4）當(dāng)電路消耗的功率最大時(shí)，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(diǎn)評(píng)：本題考查電阻、電壓、電功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是計(jì)算滑動(dòng)變阻器的電阻范圍，重點(diǎn)是學(xué)會(huì)根據(jù)圖象分析問(wèn)題．