Question

如圖甲所示，是小華探究電流與電壓關(guān)系的電路，電源電壓不變．當(dāng)開關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化如圖乙所示．
（1）電源電壓是多少？
（2）現(xiàn)有三只不同規(guī)格的變阻器，規(guī)格分別為①“25Ω 0.5A”，②“30Ω 0.6A”，③“25Ω 1A”．結(jié)合圖象分析并計(jì)算，說明小華實(shí)驗(yàn)時(shí)選用的是哪種規(guī)格的變阻器？
（3）當(dāng)此滑動(dòng)變阻器的滑片處于a點(diǎn)時(shí)，求變阻器消耗的功率？

Answer 1

解：（1）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電壓表測(cè)電源的電壓，由圖乙讀出電源的電壓為3V；
（2）由圖象可知，I_最大=0.6A＞0.5A，故①滑動(dòng)變阻器不能選；
當(dāng)片位于a端時(shí)接入電路中的電阻最大，此時(shí)I_最小=0.1A，U₀=0.5V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_P=U-U₀=3V-0.5V=2.5V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_P===25Ω，故應(yīng)選③滑動(dòng)變阻器；
（3）當(dāng)此滑動(dòng)變阻器的滑片處于a點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的功率：
P_滑=U_滑I_最小=2.5V×0.1A=0.25W．
答：（1）電源電壓是3V；
（2）小華實(shí)驗(yàn)時(shí)選用③“25Ω 1A”規(guī)格的變阻器；
（3）當(dāng)此滑動(dòng)變阻器的滑片處于a點(diǎn)時(shí)，變阻器消耗的功率為0.25W．
分析：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，此時(shí)電路中的電流最大，根據(jù)圖乙讀出電源的電壓；
（2）由圖象可知，電路中的最大電流；當(dāng)滑片位于a端時(shí)接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，據(jù)此選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格；
（3）根據(jù)P=UI求出當(dāng)此滑動(dòng)變阻器的滑片處于a點(diǎn)時(shí)變阻器消耗的功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象和電路圖得出定值電阻兩端的電壓和對(duì)應(yīng)的電流．