Question

如图甲所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U-I”关系图象如图乙所示，则电源电压为

 

V，定值电阻R₁的阻值为

 

Ω，当变阻器滑片在中点时，电流表示数为

 

A，电阻R₁消耗的实际功率为

 

W．

Answer 1

分析：（1）从“U-I”关系图象可以看出，甲为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0，乙为电阻R₁的图象；当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，根据图象读出电表的示数，利用串联电路的电压特点求出电源的电压，利用欧姆定律求出电阻R₁的电阻和滑动变阻器的最大阻值；
（2）根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器滑片在中点时，电路中的电流，再根据P=I²R求出电阻R₁消耗的实际功率．

解答：解：（1）当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，干路电流最小；
由图乙可知，此时电路中的电流I=0.2A，电阻R₁的电压U₁=2V，滑动变阻器两端的电压U₂=4V；
∵串联电路总电压等于各支路电压之和，
∴电源电压为U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
根据欧姆定律可得，定值电阻R₁的阻值：
R₁=

U1

I

=

2V

0.2A

=10Ω；
滑动变阻器的阻值最大为：
R₂=

U2

I

=

4V

0.2A

=20Ω，
即滑动变阻器R₂的阻值变化范围为0～20Ω；
（2）∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴变阻器滑片在中点时，电流表示数：
I′=

U

R1+ R2 2

=

6V

10Ω+ 20Ω 2

=0.3A．
电阻R₁消耗的实际功率：
P₁=（I′）²R₁=（0.3A）²×10Ω=0.9W．
故答案为：6；10；0.3；0.9．

点评：本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“U-I”关系图象．在电学中，有些题目的信息是通过图象给出的，所以要会读电路图中的信息和U-I图象中的信息．