如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图象
B.R2的阻值为4Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是10W
D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是5J
BC.
【解析】(1)变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,根据欧姆定律可知R2两端的电压变大;据此可判断出图乙中bc,ab分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线;
(2)由(1)可知,对于R1:通过的电流随两端电压的减小而增大;对于R2:通过的电流随两端电压的增大而增大;据此判断,乙图中cb是R1的U﹣I图象,ab是R2的U﹣I图象.
由图象可知,当U2=4V时,I=1A,由此根据欧姆定律可求R2的电阻;
(3)从“U﹣I”关系图象可以看出,滑片P在n点、m点的电压表示数与电流值,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,利用P=UI求出总功率最大值;
(4)滑片在n点时,电流最小,利用W=I2Rt即可求出消耗的电能.
A.变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知,变阻器两端的电压变小,根据U=IR可知R2两端的电压变大;
所以,图乙中cb是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,ab是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,故A错误;
B.由A项分析可知,滑片P从n点滑到m点的过程中,电流变大,变阻器R1两端的电压变小,R2两端的电压变大;
所以,通过R1的电流随两端电压的减小而增大,通过R2的电流随两端电压的增大而增大;
由此可知,乙图中cb是R1的U﹣I图象,ab是R2的U﹣I图象;
由乙图中ab可知,I=1A时,U2=4V,根据I=可得R2的电阻:
R2===4Ω;故B正确;
C.从“U﹣I”关系图象可知,滑片P在n点时,电流Ia=0.5A,U1=7V、U2=2V;
滑片P在m点时,电流Ib=1A,U1′=4V、U2′=4V;
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压:U=IaR+U1+U2,U=IbR+U1′+U2′,
电源电压不变,则有:IaR+U1+U2=IbR+U1′+U2′,
即:0.5A×R+7V+2V=1A×R+4V+4V,
解得R=2Ω,
则电源电压:U=IaR+U1+U2=0.5A×2Ω+7V+2V=10V;
电路中的最大电流Ib=1A,则电路消粍的总功率最大值:P大=UIb=10V×1A=10W,故C正确.
D.滑片在n点时,电流最小,5s内电阻R消耗的电能:W=Ia2Rt=(0.5A)2×2Ω×5s=2.5J,故D错误。