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践行者初中物理电学典题详解

180：如图甲，电源电压恒定， R1为定值电阻，滑动变阻器 R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0～0.6A，电压表量程 0～15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片,经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是( )

A.电源电压为16V

B. R1的阻值为25Ω

C.电路总功率的最大变化量为10.8W

D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω

解析：1由乙图可知：

①当U2=8V时，P2=4W，

则I=P2/U2=4W/8V=0.5A，

则R2=U2/I=16Ω，

则电源电压U=I(R1+R2)

=0.5A×(R1+16Ω)；❶

②当U2=10V时，P2=4W，

则I=P2/U2=4W/10V=0.4A，

则R2=U2/P2=25Ω，

则U=I(R1+R2)=0.4A(R1+25Ω)，❷

③由①②联立方程得：

0.5A×(R1+16Ω)=0.4A(R1+25Ω)，

解得：R1=20Ω，U=18V。

2由题意可知：

①滑动变阻器 R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表量程0～0.6A，所以该电路允许的最大电流为Imax=0.6A，

所以电路总功率最大为：

Pmax=U×Imax

=18V×0.6A

=10.8W，

②电压表量程 0～15V，

所以R2两端的最大电压为：U2max=15V，

则R1两端电压U1min=U-U2max

=18V-15V=3V，

所以电路中的最小电流Imin=U1min/R1

=3V/20Ω=3A/20，

所以电路中的最小功率为：

Pmin=U×Imin=18V×3A/20=2.7W，

则△Pmax=Pmax-Pmin

=10.8W-2.7W

=8.1W。

3当Imax=0.6A时，

U1max=Imax×R1

=0.6A×20Ω

=12V，

则U2min=U-U1max

=18V-12V=6V，

则R2min=U2min/Imax

=6V/0.6A=10Ω，

当U2max=15V时，Imin=3A/20，

则R2max=U2max/Imin

=15V/(3A/20)

=100Ω，

所以保证电路安全的R2取值范围为：

10Ω~100Ω。

综上：D正确。

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