Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓一定，閉合開關S，滑動變阻器滑片P從最上端滑至最下端的過程中，電流表示數I與滑動變阻器接入電路的阻值R之間的關系如圖乙所示．已知定值電阻R0=20Ω．求：
（1）電源電壓U；
（2）圖乙中坐標值I1的值；
（3）當電流表示數I=0.4A時，R消耗的電功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，R0與R串聯，電流表測電路中的電流．當滑片位于上端時，變阻器接入電路中的電阻為零，此時電路中的電流最大，

由圖乙可知，電路中的最大電流I大=0.6A，

由I= 可得，電源的電壓：

U=I大R0=0.6A×20Ω=12V

（2）解：當滑片位于下端時，接入電路中的電阻最大，

由圖乙可知，變阻器的最大阻值R大=40Ω，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，電路中的最小電流：

I小= = =0.2A，

即圖乙中坐標值I1=I小=0.2A

（3）解：當電流表示數I=0.4A時，電路中的總電阻：

R總= =30Ω，

則滑動變阻器接入電路的阻值：

R=R總﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω．

R消耗的電功率PR=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W

【解析】由電路圖可知，R0與R串聯，電流表測電路中的電流．（1）當滑片位于上端時，變阻器接入電路中的電阻為零，此時電路中的電流最大，根據圖乙讀出電路中的電流，利用歐姆定律求出電源的電壓；（2）當滑片位于下端時接入電路中的電阻最大，根據圖乙可知變阻器的最大阻值，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的最小電流；（3）根據歐姆定律求出當電流表示數I=0.4A時電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據PR=I2R求電功率．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應用： 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�。�（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．