Question

圖示電路中，電源電壓為6V不變，滑動變阻器的滑片從最右端滑到最左端的過程中，其“I-U”關系圖線如圖乙所示．求：
（1）定值電阻R₁的阻值；
（2）滑動變阻器R₂的最大阻值；
（3）滑片在最右端時，R₁的電功率．

Answer 1

解：（1）當滑片在最左端時，只有R₁連在電源兩端，
由圖乙所示I-U圖象可知，此時電路電流I=0.6A，
∵I=，∴電阻R₁===10Ω；
（2）由圖甲可知：當滑片在最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，
由圖乙所示的I-U圖線可知，此時滑動變阻器兩端電壓U₂=4V，
電阻R₁兩端電壓U₁=U-U₂=6V-4V=2V，
此時電路電流I′===0.2A，
∵I=，∴電路總電阻R===30Ω，
滑動變阻器R₂的最大阻值R₂=R-R₁=30Ω-10Ω=20Ω；
（3）當滑片在最右端時，R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I′=2V×0.2A=0.4W．
答：（1）定值電阻R₁的阻值是10Ω．
（2）滑動變阻器R₂的最大阻值是20Ω．
（3）滑片在最右端時，R₁的電功率是0.4W．
分析：由電路圖可知：R₁、R₂串聯，V₁測R₁兩端的電壓，V₂測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
（1）由歐姆定律可知：滑動變阻器處于最左端時，電路為R₁的簡單電路，電流表的示數最大，
由乙圖讀出對應的電流，根據歐姆定律可以求出定值電阻R₁的阻值．
（2）由圖甲所示電路圖可知，滑動變阻器滑片處于最右端時，滑動變阻器阻值全部接入電路，此時電路電流最小，由圖乙所示圖象讀出此時滑動變阻器兩端電壓，由串聯電路特點求出電阻R₁兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流；然后由歐姆定律可以求出電路總阻值，最后由串聯電路電阻特點可以求出滑動變阻器R₂的最大阻值．
（3）求出滑片在最右端時的電路電流，然后由電功率公式P=I²R可以求出R₁的電功率．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的計算，關鍵是靈活的應用歐姆定律結合圖象判斷出其代表的意義，難點是應用串聯電路的電壓特點判斷兩電壓表示數的變化關系．