Question

5．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，R₁的“I-U”關(guān)系圖線如圖乙所示．求：

（1）電源電壓；
（2）定值電阻R₁的阻值；
（3）當(dāng)R₂接入阻值最大時(shí)，R₂消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙可知電壓和電流值沒有為零的坐標(biāo)，據(jù)此判斷乙圖為R₁的“I-U”圖象，當(dāng)滑片位于左端時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，R₁兩端的電壓即為電源的電壓；
（2）讀出當(dāng)滑片位于左端時(shí)電路中的最大電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；
（3）當(dāng)滑片在最右端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，此時(shí)電路中的電流最小，R₁兩端的電壓最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₂兩端電壓，根據(jù)P=UI可得R₂消耗的功率．

解答 解：（1）由圖象可知，電壓和電流值沒有為零的坐標(biāo)，故乙圖為R₁的“I-U”圖象，
當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，R₁兩端的電壓即為電源的電壓U=6V；
（2）當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，電路中的電流最大，
由圖象可知，電路中的最大電流I=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（3）當(dāng)滑片在最右端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，此時(shí)電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，
由圖可知，電路中的電流I′=0.2A，R₁兩端的電壓U₁=2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₂兩端的電壓：
U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
R₂消耗的功率：
P₂=U₂I′=4V×0.2A=0.8W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）定值電阻R₁的阻值為10Ω；
（3）當(dāng)R₂接入阻值最大時(shí)，R₂消耗的功率為0.8W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象結(jié)合電路圖得出U-I圖象表示的對(duì)象并能正確的分析圖象．