Question

如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，滑片由b端向a端移動(dòng)過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系如圖乙所示．求：
（1）電源電壓U和定值電阻R的阻值；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）電路總功率的最大值．

Answer 1

【答案】分析：（1）①當(dāng)滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為零，此時(shí)電源電壓只加在R上，電壓表示數(shù)即為電源電壓，故由圖b可知電源電壓；
②當(dāng)滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為零，電壓表測(cè)R電壓，電流表測(cè)通過R的電流，結(jié)合圖b對(duì)應(yīng)的電壓和電流值，根據(jù)歐姆定律就可求出電阻R的阻值．
（2）當(dāng)滑片在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入，則此時(shí)由圖b可知此時(shí)電路中的電流及R兩端的電壓，則串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和根據(jù)歐姆定律可求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）電源電壓不變，當(dāng)電路中電流最大時(shí)，根據(jù)P=UI可知，此時(shí)總功率最大．
解答：解：（1）①當(dāng)滑片P在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為零，此時(shí)電源電壓只加在R上，此時(shí)電壓表示數(shù)即為電源電壓，故由圖b知電源電壓U_總=6V；
②當(dāng)滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為零，電壓表測(cè)R電壓示數(shù)為6V，電流表測(cè)通過R的電流示數(shù)為0.6A，
所以電阻R的阻值：R===10Ω；
（2）當(dāng)滑片在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入，此時(shí)電路中電流最小，由圖b可知此時(shí)電路中的電流為0.1A，
電路總電阻 R_總===60Ω，
所以滑動(dòng)變阻器最大阻值：R′=60Ω-10Ω=50Ω；
（3）電源電壓不變，當(dāng)電路中電流最大時(shí)，總功率最大：
P_大=I₁U_總=0.6A×6V=3.6W．
答：（1）電源電壓U為6V和定值電阻R的阻值為10Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω；
（3）電路總功率的最大值為3.6W．
點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合圖象考查了歐姆定律及串聯(lián)電路特點(diǎn)應(yīng)用，屬綜合性較高的題目，難點(diǎn)在于圖象的分析，考查學(xué)生的綜合能力，是一道好題．