题目内容

【题目】如图甲所示,是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线,如图乙所示.根据图象可知,R0=Ω,滑动变阻器R消耗的最大电功率为W.

【答案】1;2.25
【解析】(1)电源电压U不变,由P=UI可知,电源总功率PU与电流I成正比,图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a;由图象可知,电源总功率PU=9W时,电流I=3A,由P=UI可得,电源电压:

(2)由P=I2R可知,定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系,则由图象可知,定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b,且定值电阻R0的最大功率P0=9W,电路电流I=3A,由P=I2R可得,电阻R0的阻值:

(3)图线a表示PU-I图象,图线b表示P0-I图象,则图象c表示PR-I图象,设变阻器R消耗的电功率最大时,电路中的电流为I,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由 可得,滑动变阻器两端的电压:UR=U-IR0=3V-I×1Ω,滑动变阻器消耗的电功率:PR=URI=(3V-I×1Ω)I=2.25W-(I- A)2×1Ω,当I= A时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大为2.25W.

所以答案是:1;2.25.


【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.

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