张雨同学连接的电路如图所示,当他将滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点时,电压表V1前后两次示数之比是3:4,电压表V2前后两次示数之比是2:1.如果滑片P在a点时,变阻器在2s的时间内消耗的电能是4J,当滑片P在b点时,关于变阻器消耗的电功率,下面的说法中正确的是A.3WB.2.7WC.2WD.1.3W
网友回答
D
解析分析:从图可知,变阻器与电阻R串连接入电路,当滑片P在a端时,变阻器连入电路的阻值为Ra,此时电压表V1测量的是Ra两端的电压,电压表V2测量的是R两端的电压,此时电路中的电流为Ia,当滑片P在b端时,变阻器连入电路的阻值为Rb,此时电压表V1测量的是Rb两端的电压,电压表V2测量的是R两端的电压,此时电路中的电流为Ib,利用欧姆定律并结合电压表的示数之比,计算出Ia与Ib,Ra与Rb的比值,已知滑片P在a点时,变阻器在2s的时间内消耗的电能是4J,可利用公式P=计算变阻器在a点时的电功率,再利用公式P=I2R计算出Pa与Pb的比值,从而可以计算出滑片P在b点时,变阻器消耗的电功率.
解答:当滑片P在a端时,变阻器连入电路的阻值为Ra,此时电压表V1测量的是Ra两端的电压,电压表V2测量的是R两端的电压,设此时电路中的电流为Ia,当滑片P在b端时,变阻器连入电路的阻值为Rb,此时电压表V1测量的是Rb两端的电压,电压表V2测量的是R两端的电压,设此时电路中的电流为Ib,∵电压表V1前后两次示数之比是3:4,电压表V2前后两次示数之比是2:1,∴由U=IR可知,=,=,从而可以得出,=,=,∵t=2s,W=4J,∴变阻器在a点时的电功率为:Pa===2W,==×=,Pb==≈1.3W.故选D.
点评:本题考查了开滑动变阻器对电流表和电压表示数的影响,串联电路电流和电压的规律,关键是公式及其变形的灵活运用,本题计算过程全部是字母代替数字,解题过程中一定要认真仔细,但只要能将电路分析清楚,在代入比值是要注意一一对应,可以避免错误的发生.