解:(1)由圖可知,P滑到a端時,V的示數(shù)最大,等于電源電壓.即U=12V.
答:電源的電壓為12V.
(2)P滑到b端時,R兩端的電壓為4V,串聯(lián)電路的電流為0.5A,則:
Rab=
,
答:變阻器的最大阻值為16Ω.
(3)因為P滑到b端時,R兩端的電壓為4V,串聯(lián)電路的電流為0.5A,
所以,R=
,
當P在中點時,則電路中的總阻值為:
×16Ω+8Ω=16Ω,
∴Q=
=
=540J.
答:通電1min,電路產(chǎn)生的總熱量是540J.
(4)由圖可知,當P在a端時,U
R=12V,I
a=1.5A,
∴P
a=U
RI
a=12V×1.5A=18W;
而當P在b端時,U
R=4V,I
b=0.5A,
∴P
b=U
RI
b=4V×0.5A=2W;
故P由a端移動到b端的過程中,電阻R消耗的電功率逐漸變。
答:變阻器的滑片P由a端移動到b端的過程中,電阻R消耗的電功率有18W變?yōu)?W.
分析:(1)滑動變阻器的滑片P在a端時,電路中只有電阻R,電壓表V測量R兩端的電壓,也就是電源電壓,電壓表V
1測量滑動變阻器兩端的電壓,此時滑動變阻器接入電路電阻為0,示數(shù)也就為0,從圖象上可以看出電源電壓的大小.
(2)滑動變阻器的滑片P由a端移動到b端時,滑動變阻器和電阻串聯(lián),此時滑動變阻器接入電路的電阻最大,根據(jù)歐姆定律可知,此時電路電流最小,電阻R兩端的電壓最小,從圖象上可以看出R兩端的最小電壓和最小電流,電源電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電壓的特點,進一步求出滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值.
(3)滑動變阻器的滑片P在中點時,首先根據(jù)P滑到b端時,R兩端的電壓值和電路中的電流值,利用歐姆定律求出定值電阻的阻值,再根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律求出滑片P在中點時總電阻值,根據(jù)公式Q=W=
即可求出.
(4)變阻器滑片P位于a端和b端時,R兩端的電壓和電流都能從圖象上找到,電阻R的功率根據(jù)公式P=UI可求.
點評:本題考查電壓、電阻、電熱、電功率等的計算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用,難點是明白滑片移動過程中電路的變化情況,本題考查了應(yīng)用圖象解決問題,這是以后學習的重點.