Question

【题目】如图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流变化关系如图（b）所示．

（1）求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm．

（2）当电流I=1.0A时，求电阻R1与R2消耗的功率之比P1：P2．

（3）写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式，并写出V2大小的变化范围．

Answer 1

【答案】（1）6V， 8Ω；（2）2：1；（3）6V﹣I×4Ω； 0V～4V

【解析】

试题分析：（1）当P在A端时，只有电阻R1接入电路，此时电阻R1的电压最大，由I﹣U图象可知，电阻R1两端电压U1=6V，电路电流I1=1.5A，电阻R1的阻值：R1===4Ω；由电路图可知，当P在A端时电源电压加在R1上，由I﹣U图象可知，电源电压U=U1=6V；当P在B端时，滑动变阻器全部接入电路，总电阻最大，电流最小，由I﹣U图象可知电路电流是I=I1′=0.5A；此时电路总电阻：R总===12Ω，则滑动变阻器R2的最大阻值：Rm=R总﹣Rl=12Ω﹣4Ω=8Ω；（2）当电流I′′=1.0A时，由图象可得，U1=4V，电阻R1与R2串联，则R2两端的电压：U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V，电阻R1与R2消耗的功率分别为：P1=U1I″=4V×1.0A=4W；P2=U2I″=2V×1.0A=2W；电阻R1与R2消耗的功率之比P1：P2=4W：2W=2：1；（3）V2测滑动变阻器R2的电压，由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式：U2=U﹣IR1 =6V﹣I×4Ω；当P在A端时，V2的示数为0V；当P在B端时，R1两端电压最小，由图象可知UR1=2V，则U2=U﹣UR1=6V﹣2V=4V；所以电压表V2示数的变化范围为：0V～4V。