古煥標
(五華縣田家炳中學(xué) 廣東 五華 514400)
【題目】如圖1所示,電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定.固定電阻和變阻器的總電阻均為R,在變阻器的滑片P由a端移到b端的過程中,理想電流表A1和A2的示數(shù)變化的情況是
A.A1示數(shù)變大
B.A1示數(shù)先變小后變大
C.A2示數(shù)變大
D.A2示數(shù)先變小后變大
此題原答案:B.
圖1
但是筆者認為值得商榷,現(xiàn)討論如下.
設(shè)流經(jīng)電流表A1的電流為I1,流經(jīng)電流表A2的電流為I2,滑動變阻器aP段電阻為nR(0≤n≤1),則電路中干路的總電流為
根據(jù)閉合電路的歐姆定律,有
要分析I1的變化規(guī)律,只需分析一元二次函數(shù)
的增減規(guī)律即可.對此函數(shù)整理可得
該函數(shù)的二次系數(shù)為負,表示該函數(shù)的圖像開口向下,圖像頂點為該函數(shù)的最大值點.當n=1-時,函數(shù)有最大值,此時電流I1有最小值,對應(yīng)電流表A1有最小讀數(shù).由于0≤n≤1,則函數(shù)f(n)能夠出現(xiàn)最值的條件是r<R.若r>R,函數(shù)f(n)在負半軸上,是單調(diào)遞增函數(shù),意味著電流I1一直變小,對應(yīng)電流表A1的讀數(shù)一直變小.對電流表A2的讀數(shù)分析較容易,當變阻器的滑片P移到b端時,電流表A2的讀數(shù)應(yīng)為零.故選項C,D不對,可排除.
綜上所述,若r<R,則電流表A1的讀數(shù)是先變小后變大;若r≥R,則電流表A1的讀數(shù)一直變小.所以筆者認為該題沒有正確答案,除非題目當中的外電阻R一定大于內(nèi)阻r時才會有正確答案B.