Question

【題目】在如圖甲所示的電路中，電源電壓為6V且保持不變，閉合開關S后，滑片P從b端移動到a端的過程中，電壓表示數U與電流表示數I的關系圖象如圖乙所示，則：
（1）R1的電阻為為多少？
（2）電路消耗的最小功率為多少？
（3）滑動變阻器消耗的最大功率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖乙可知I1=0.6A，

由I 可得，R1的電阻：

R1= = =10Ω

（2）解：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，電路消耗的總功率最小，

由圖乙可知，I2=0.2A，U2=4V，

則滑動變阻器的最大阻值：

R2= = =20Ω，

電路消耗的最小功率：

P小=UI2=6V×0.2A=1.2W

（3）解：設電路中的電流電流為I，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，滑動變阻器兩端的電壓：

U2=U﹣IR1=6V﹣I×10Ω，

滑動變阻器消耗的電功率：

P2=U2I=（6V﹣I×10Ω）I=0.9W﹣（I﹣0.3A）2×1Ω，

當I=0.3A時，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大為0.9W

【解析】由圖甲可知，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）當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，根據圖2讀出電路中的最大電流，根據歐姆定律求出R1的電阻；（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，電路消耗的電功率最小，根據圖乙讀出電路中的電流最小時電表的示數，根據歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，根據P=UI求出電路消耗的最小電功率；（3）根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出滑動變阻器兩端的電壓，根據P=UI表示出滑動變阻器消耗的電功率，然后整理得出答案．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．