Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓保持不變．閉合開關，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．圖乙中dc是表示電壓表（選填“V1”或“V2”）的示數隨電流表示數變化的圖線；電源電壓為V；滑片在a點時，10s內電阻R消耗的電能為J；滑片從b點滑到a點的過程中，電路消耗的總功率最大值為W．

Answer 1

【答案】V1；15；90；45
【解析】解：（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．（2）由乙圖中ec可知，I=3A，U2=6V，根據I= 可得R2的電阻：
R2= = =2Ω；
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；
由①②，解得：R=1Ω，
則電源電壓：U=1A×1Ω+12V+2V=15V．（3）（4）滑片在a點時，由電阻的串聯，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
電阻消耗的最大功率：
P大=UIa=15V×3A=45W，
所以答案是：V1；15；90；45．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功的計算是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： 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）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．