Question

如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關S，調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U-I”關系圖象如圖乙所示，則電源電壓為

 

V，定值電阻R₁的阻值為

 

Ω，當變阻器滑片在中點時，電流表示數為

 

A，電阻R₁消耗的實際功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）從“U-I”關系圖象可以看出，甲為滑動變阻器的關系圖象，因為最后電壓變為0，此時滑動變阻器的電阻為0，乙為電阻R₁的圖象；當滑動變阻器的阻值最大時，電路中的電流最小，根據圖象讀出電表的示數，利用串聯電路的電壓特點求出電源的電壓，利用歐姆定律求出電阻R₁的電阻和滑動變阻器的最大阻值；
（2）根據電阻的串聯和歐姆定律求出變阻器滑片在中點時，電路中的電流，再根據P=I²R求出電阻R₁消耗的實際功率．

解答：解：（1）當滑動變阻器的阻值最大時，兩電阻串聯，干路電流最小；
由圖乙可知，此時電路中的電流I=0.2A，電阻R₁的電壓U₁=2V，滑動變阻器兩端的電壓U₂=4V；
∵串聯電路總電壓等于各支路電壓之和，
∴電源電壓為U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
根據歐姆定律可得，定值電阻R₁的阻值：
R₁=

U1

I

=

2V

0.2A

=10Ω；
滑動變阻器的阻值最大為：
R₂=

U2

I

=

4V

0.2A

=20Ω，
即滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（2）∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴變阻器滑片在中點時，電流表示數：
I′=

U

R1+ R2 2

=

6V

10Ω+ 20Ω 2

=0.3A．
電阻R₁消耗的實際功率：
P₁=（I′）²R₁=（0.3A）²×10Ω=0.9W．
故答案為：6；10；0.3；0.9．

點評：本題考查串聯電路電流和電壓的規律以及滑動變阻器的使用，關鍵是歐姆定律的應用，要明白電路各個用電器的連接情況，還要會看“U-I”關系圖象．在電學中，有些題目的信息是通過圖象給出的，所以要會讀電路圖中的信息和U-I圖象中的信息．