Question

6．如圖 甲所示，電源電壓為6V 恒定不變，滑動(dòng)變阻器R₂最大阻值是20Ω．閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的P-R 圖象如圖 乙所示，則：
（1）R₁的阻值為10Ω；
（2）當(dāng)滑片P 滑至最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2 A，通電10s 電流通過R₁產(chǎn)生的熱量是4 J．
（3）電路消耗的最大功率為3.6 W．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為10Ω時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，根據(jù)P=I²R求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₁的阻值；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)電路中電流表的示數(shù)，利用Q=I²Rt求出通電10s電流通過R₁產(chǎn)生的熱量．
（3）電路總電阻最小，即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)電路消耗的總功率最大，由電功率公式可以求出最大電功率．

解答 解：由圖甲知，兩電阻串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，
（1）由圖象可知，當(dāng)R₂=10Ω時(shí)，P₂=0.9W，
由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{{R}_{2}}}$=$\sqrt{\frac{0.9W}{10Ω}}$=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以：
R₁=R-R₂=20Ω-10Ω=10Ω；
（2）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}′}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
通電10s電流通過R₁產(chǎn)生的熱量：
Q₁=（I′）²R₁t=（0.2A）²×10Ω×10s=4J；
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)，電路消耗的總功率最大，
電路消耗的最大功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（6V）^{2}}{10Ω}$=3.6W．
故答案為：（1）10；（2）0.2；4；（3）3.6．

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、焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻與消耗功率之間的關(guān)系．