Question

20．如圖電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)后，滑片P由b端滑到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙，則R阻值為6Ω，R上消耗最大功率為13.5W，當(dāng)P位于b端和a端時，電流表讀數(shù)之比為1：3．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)滑片在a端時，電路為R₀的簡單電路，此時電路中的電流最大，電壓表的示數(shù)就是電源電壓，由圖乙讀出對應(yīng)的電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R阻值，根據(jù)P=UI求出R上消耗最大功率；
（2）當(dāng)滑片位于b端時，R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，根據(jù)圖象讀出電流表示數(shù)，然后求出P位于b端和a端時電流表讀數(shù)之比．

解答 解：（1）當(dāng)滑片在a端時，電路為R的簡單電路，電壓表測電源的電壓，電流表測電路中的電流，
此時電路中的電流最大，R消耗的電功率最大，
由圖象可知，電源的電壓U=9V，電路中的電流I=1.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{1.5A}$=6Ω，
R上消耗的最大功率：
P_R=UI=9V×1.5A=13.5W；
（2）當(dāng)滑片位于b端時，R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，
由圖象可知，電路中的最小電流I′=0.5A，
則P位于b端和a端時，電流表讀數(shù)之比：
I′：I=0.5A：1.5A=1：3．
故答案為：6Ω；13.5W；1：3．

點評 本題結(jié)合圖象考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是明白滑片移動過程中電路的變化情況，應(yīng)用圖象解決問題，這是以后學(xué)習(xí)的重點．