Question

【题目】如图甲所示，电源电压保持不变．闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示．则R2=Ω，电源电压为V，滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为J．

Answer 1

【答案】2；15；90
【解析】解： 由甲图可知，滑片P从b点滑到a点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R1两端的电压变小；由于电源电压不变，则R2两端的电压变大；所以，对于R1：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R2：通过的电流随两端电压的增大而增大；据此判断，乙图中dc是R1的U﹣I图象，ec是R2的U﹣I图象．（1）由乙图中ec可知，I=3A，U2=6V，根据I= 可得R2的电阻：R2= = =2Ω；（2）由甲图可知，电阻R、R1、R2串联，滑片在b点时，Ib=1A，U1b=12V，U2b=2V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：电源电压U=IbR+U1b+U2b ， 即：U=1A×R+12V+2V；滑片在a点时，Ia=3A，U1a=6V，U2a=6V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：
电源电压U=IaR+U1a+U2a ， 即：U=3A×R+6V+6V；由于电源电压不变，则：1A×R+12V+2V=3A×R+6V+6V，解得：R=1Ω，则电源电压：U=1A×1Ω+12V+2V=15V．（3）滑片在a点时，由乙图中dc可知Ia=3A，则R消耗的电能W=Ia2Rt=（3A）2×1Ω×10s=90J．所以答案是：2；15； 90．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功的计算，需要了解欧姆定律的应用： 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）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能得出正确答案．