Question

如圖甲的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關后，滑片P由b端滑到a端，電壓表示數U與電流表示數I的變化關系如圖乙，當滑片P置于b端時，變阻器消耗的功率為    W．通過探究（如采用計算特殊值進行比較等方法）可以得出：當滑片P由b端滑到a端的過程中，變阻器所消耗功率的變化規律是    （逐漸增大/逐漸減小/先增大，后減小）．

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖可知，當滑片位于a端時，電路為R的簡單電路，電壓表測電源的電壓，此時電路中的電流較大，根據乙圖讀出電源的電壓，根據歐姆定律求出R的阻值；
（2）當滑片位于b端時，R與滑動變阻器串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，此時電路中的電流較小，由乙圖讀出兩電表的示數，根據串聯電路的電壓特點得出滑動變阻器兩端的電壓，再根據P=UI求出變阻器消耗的功率．
（3）利用計算特殊值進行比較法便可得出結論．
解答：解：（1）當滑片位于a端時，等效電路圖如圖1所示；
當滑片位于b端時，等效電路圖如圖2所示；

（1）由圖1和圖2可知，當滑片位于a端時電壓表的示數最大，為電源的電壓，電流表的示數也最大，
由乙圖可知，電源的電壓U=9V，此時電路中的電流I=1.5A，
所以由圖1可得：R===6Ω；
（2）由圖2可得：U_R=3V，電路中的電流I′=0.5A，
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=9V-3V=6V，
所以R_滑===12Ω，
滑動變阻器消耗的功率P_b=U_滑I′=6V×0.5A=3W．
（3）當滑片位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率為0；
當滑片為與中間位置時，R_滑中=6Ω，
電路中的電流I===0.75A，
滑動變阻器消耗的電功率P_中=I²R_滑中=（0.75A）²×6Ω=3.375W，
綜上可知：當滑片P由b端滑到a端的過程中，變阻器所消耗功率的變化規律是先增大，后減小．
故答案為：3；先增大，后減小．
點評：本題考查學生運用相關知識，靈活應用的能力．這就求學生得將知識掌握扎實牢固，這樣在遇到稍有棘手的題目時，才能靈活應用相關知識．