如图1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
如图1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2所示.已知R1=10Ω,则( )
A. EF导体每1cm的电阻为2Ω
B. GH导体的电阻为5Ω
C. 当电流表示数为0.5A时,x的值为31cm
D. P位于x=0cm及x=23cm两处时,R2消耗的功率相等
由图象可知,I大=0.6A,
由I=
U |
R |
U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,
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 |
因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,
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,
A.EF导体每1cm的电阻
5Ω |
10cm |
B.GH导体的电阻RGH=REH-REF=20Ω-5Ω=15Ω,故B错误;
C.当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻R总″=
U |
I′ |
6V |
0.5A |
此时R2接入电路中电阻R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω,长度为
2Ω |
0.5Ω/cm |
则x=35cm-4cm=31cm,故C正确;
D.当x=0cm时,R2消耗的功率P2=I小2R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W,
当x=23cm时,电路中的电流I=0.4A,R2=5Ω,则R2消耗的功率P2′=I2R2=(0.4A)2×5Ω=0.8W,D正确.
故选CD.
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