题目内容
(7分)某兴趣小组进行电学实验,设计了如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,电路中某个元件的“I-U”关系图线如图乙所示。求:
(1)定值电阻与滑动变阻器最大阻值之比。
(2)在乙坐标系中画出另一个元件的I-U图像。
(3)电路消耗的最大功率。
(4)滑动变阻器滑片从右端移到左端的过程中,变阻器消耗的电功率变化情况是( )
A.先变大后变小 B.变小 C.先变小后变大 D. 变大
(1)1:2;(2)如图所示;
(3)3.6W;(4)A.
【解析】
试题分析:(1)由图象可知,因为电压和电流值均不为零,因为乙图为R1的“U-I”图象,当滑片P在最左端时,R1两端的电压即为电源的电压,由图象可知,电源的电压U=6V,此时电路中的电流为I1=0.6A,因此R1的阻值为:,当滑片在最右端时,R1与R2串联,I2=0.2A, ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值为:,则定值电阻与滑动变阻器最大阻值之比:;
(2)因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压为:,因此R2的U-I图象如图所示:
(3)电路消耗的最大功率:;
(4)电路中的电流为:,滑动变阻器消耗的电功率为: ,
当R2=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大为P2=0.9W,
当R2=0Ω时,滑动变阻器消耗的电功率为0W,
当R2=20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率P2=0.8W,
综上可知,滑动变阻器滑片从右端移到左端的过程中,变阻器消耗的电功率变化情况是先变大后变小.
考点:欧姆定律;串联电路电流、电压、电阻的规律;电功率;滑动变阻器的工作原理与使用.
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