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精英家教网图1是某同学探究电流与电压关系的电路图.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图2所示.求:
(1)定值电阻R0的阻值
(2)电源电压3V保持不变,当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率.
分析:(1)图2中的图象是定值电阻R0的电流-电压图象,可先从图中找出一组对应的电流-电压值,然后根据欧姆定律的变形公式R=
U
I
算出R0的阻值;
(2)根据电功率公式P=UI可知,要算当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率,就必须先得出滑片位于a端时,滑动变阻器两端的电压和通过它的电流.
当滑片位于a端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,定值电阻R0两端的电压也最小,所以从图2中,得出当滑片位于a端时,定值电阻R0两端的电压和电路中的电流,串联电路的特点求滑动变阻器两端的电压,再利用电功率公式P=UI求滑动变阻器的电功率.
解答:解:(1)由图2可知:当定值电阻R0两端的电压为2.0V时,电流是0.4A,
定值电阻R0的阻值:
R0=
U0
I0
=
2.0V
0.4A
=5Ω;
(2)当滑片位于a端时,滑动变阻器连入的阻值最大,此时电路中的电流最小,定值电阻R0两端的电压也最小,
由图2可知:当滑片位于a端时,定值电阻R0两端的电压为0.5V,电路中的电流为0.1A,
则滑动变阻器两端的电压:
UR=U-U0′=3V-0.5V=2.5V,
滑动变阻器消耗的电功率:
PR=URI′=2.5V×0.1A=0.25W.
答:(1)定值电阻R0的阻值为5Ω;
(2)电源电压3V保持不变,当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率为0.25W.
点评:本题考查了学生对欧姆定律、串联电路特点、电功率公式的掌握和运用,关键有二:一是公式的灵活运用,二是从I-U图象得出相关信息.
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