Question

【題目】如圖甲所示，電源兩端電壓不變。R1為定值電阻，R2為滑動變阻器；當滑動變阻器的滑片P滑動時測出電壓值、電流值，得出滑動變阻器的功率P和電流I的關系圖象如圖乙所示，根據圖象信息。求：

（1）滑動變阻器的滑動P向右滑動時，電流表的示數_____，電壓表的示數_____，電壓表與電流表示數之比_____。（填“增大”、“不變”、“減小”）

（2）滑動變阻器的最大阻值______；

（3）R1的阻值____和電源電壓______；

（4）求此電路的最大電功率________ 。

Answer 1

【答案】減小 增大 增大 25Ω 5Ω 12V 28.8W

【解析】

由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）滑動變阻器的滑動P向右滑動時，變阻器連入電路中的電阻變大，根據電阻的串聯，總電阻變大，由歐姆定律，電流表的示數減小，根據U＝IR，R1的電壓變小，根據串聯電路電壓的規律，電壓表的示數增大，由于電壓表與電流表示數之比為變阻器連入電路中的電阻，所以電壓表與電流表示數之比增大。

（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由圖乙可知，電路中的最小電流I最小＝0.4A，滑動變阻器消耗的電功率P2＝4W，由P＝I2R可得，滑動變阻器的最大阻值：R2＝＝＝25Ω；（3）因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和和I＝可得，電源的電壓：U＝I最小（R1+R2）＝0.4A×（R1+25Ω），由圖乙可知，電路中的電流I＝0.8A時，滑動變阻器消耗的電功率P2′＝6.4W，則滑動變阻器接入電路中的電阻：

R2′＝＝＝10Ω，電源的電壓：U＝I（R1+R2′）＝0.8A×（R1+10Ω），

因電源的電壓不變，所以，0.4A×（R1+25Ω）＝0.8A×（R1+10Ω），

解得：R1＝5Ω，電源的電壓：U＝I最小（R1+R2）＝0.4A×（5Ω+25Ω）＝12V；

（4）當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，則電路消耗的電功率最大，

P最大＝＝＝28.8W。