Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓保持不變．閉合開關S，滑動變阻器的滑片P從b點滑到a點的過程中，兩電壓表示數隨電流表示數變化的圖線如圖乙所示．則R2=____Ω，電源電壓為_____V，滑片在a點時，10s內電阻R消耗的電能為______J.

Answer 1

【答案】 2 15 90

【解析】（1）由甲圖可知，滑片P從b點滑到a點的過程中，變阻器連入電路的電阻變小，電路中的電流變大；根據串聯分壓原理可知，滑動變阻器R1兩端的電壓變小。由于電源電壓不變，則R2兩端的電壓變大。所以，對于R1：通過的電流隨兩端電壓的減小而增大；對于R2：通過的電流隨兩端電壓的增大而增大；據此判斷，乙圖中dc是V1的U-I圖象，ec是V2的U-I圖象。

由乙圖中ec可知，I=1A，U2=2V，根據可得，R2的阻值。

（2）由甲圖可知，電阻R、R1、R2串聯，滑片在b點時，Ib=1A，U1b=12V，U2b=2V，則根據歐姆定律和串聯電路的電壓特點可得：電源電壓U=IbR+U1b+U2b，即：

U=1A×R+12V+2V-----①

滑片在a點時，Ia=3A，U1a=6V，U2a=6V，則根據歐姆定律和串聯電路的電壓特點可得：

電源電壓U=IaR+U1a+U2a，即：

U=3A×R+6V+6V-------②

因為電源電壓恒定，由①②，解得：R=1Ω，

則電源電壓：U=1A×1Ω+12V+2V=15V。

（3）滑片在a點時，R1最小，電路總電阻最小，電流最大，由圖象可知，最大Ia=3A，10s內電阻R消耗的電能為：W=Ia2Rt=（3A）2×1Ω×10s=90J。