Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒定，R0為定值電阻．將滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I間的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）滑動(dòng)變阻器R的最大阻值；
（2）R0的阻值及電源電壓；
（3）當(dāng)滑片滑到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電阻R0消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)滑片位于a端時(shí)，R0與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最小，

由圖乙可知，電路中的電流I小=0.4A，UR=8.0V，

由I= 可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：

R= = =20Ω

（2）解：因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電源的電壓：

U=I小（R0+R）=0.4A×（R0+20Ω），

當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R0的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，

由圖乙可知，電路中的最大電流I大=1.2A，

則電源的電壓：

U=I大R0=1.2A×R0，

因電源的電壓不變，

所以，0.4A×（R0+20Ω）=1.2A×R0，

解得：R0=10Ω，

電源的電壓U=I大R0=1.2A×10Ω=12V

（3）解：當(dāng)滑片滑到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流：

I= = =0.6A，

電阻R0消耗的功率：

P0=I2R0=（0.6A）2×10Ω=3.6W

【解析】（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，R0與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)圖乙得出電表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R0的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，根據(jù)圖乙讀出電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出R0的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓；（3）當(dāng)滑片滑到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I2R求出電阻R0消耗的功率．