Question

某小组用如图所示的电路图来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片p从b端移至a端，电流表和电压表的示数变化关系如下图所示，有图象可得，定值电阻R₁的阻值是________Ω．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于b端时，滑动变阻器消耗的功率是________W，此时，电阻R₁在100秒内产生的热量为________J．

Answer 1

5    0.8    20
分析：（1）根据图象中的任何一组数据，都能求出R₁的电阻值．
（2）串联电路的电阻起分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，当滑片P位于b端时，滑动变阻器全部接入，分担的电压最大，定值电阻分担的电压最小为1V．由电源电压和R₁的电压，求出滑动变阻器的电压，又能在图象中找到此时的电流是0.1A，即可求出功率．
（3）当滑片P位于b端时，知道R₁的电压、电流和通电时间，可以求出产生的电热．
解答：（1）当P在a端时R₂=0Ω，此时电阻R₁两端的电压等于电源电压U=5V，由图象可以知道此时的电流为I=1A，
所以R₁的阻值为：R₁===5Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片移到b端时，U₂=U_总-U₁=5V-1V=4V，
由图象知，当的电压是1V时，电流为0.2A，根据串联电路的电流处处相等，
∴I₂=I₁=0.1A，
∴滑动变阻器消耗的功率：P₂=U₂I₂=4V×0.2A=0.8W．
（3）此时，电阻R₁在100秒内产生的热量：
Q₁=W₁=U₁It=1V×0.2A×100s=20J．
故答案为：5；0.8；20．
点评：根据图象能搜寻有用数据，运用公式R=解决问题．知道其中任何两个量，会求出第三个量；掌握串联电路的电流和电压特点．
在纯电阻电路中，电能全部转化为内能时，根据Q=W=UIt计算电热．在非纯电阻电路中，电能大于内能，注意区分纯电阻电路和非纯电阻电路．