Question

如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關后，滑片P由b端滑到a端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，求：
（1）電源電壓U和定值電阻R的阻值；
（2）滑動變阻器的最大阻值；
（3）當滑片P在b端時，滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）當滑片在a端時，電路中只有定值電阻，此時電流最大，電壓表的示數就是電源電壓，利用歐姆定律解得定值電阻阻值；
（2）當滑片在b端時，電路中電阻最大，電流最小，根據歐姆定律解得總電阻，再減去（1）中求得的定值電阻阻值即是滑動變阻器的最大阻值；
（3）已知電流和電阻，利用P=I²R計算消耗的功率．
解答：解：（1）當變阻器的滑片接在a端時，電路中只有定值電阻，此時電流最大，電壓表的示數就是電源電壓，即：
電源電壓：U=9V；                                                  
定值電阻 R===6Ω；                           
（2）當變阻器的滑片接在b端時，滑動變阻器與定值電阻串聯，電路中總電阻最大，電流最小；
電路的總電阻：
R_總===18Ω；                                   
則滑動變阻器的最大阻值：
R_m=R_總-R=18Ω-6Ω=12Ω；                              
（3）當變阻器的滑片接在b端時
滑動變阻器消耗的功率：
P=I_b² R_m=（0.5A）²×12Ω=3W． 
答：（1）電源電壓是9V和定值電阻R的阻值為6Ω；
（2）滑動變阻器的最大阻值是12Ω；
（3）當滑片P在b端時，滑動變阻器消耗的功率為3W．
點評：本題結合圖象考查了歐姆定律及串聯電路特點應用和電功率的計算，屬綜合性較高的題目，難點是明白滑片移動過程中電路的變化情況；應用圖象解決問題，這是以后學習的重點．