Question

【题目】如图甲所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示．已知定值电阻R0=20Ω．求：
（1）电源电压U；
（2）图乙中坐标值I1的值；
（3）当电流表示数I=0.4A时，R消耗的电功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由电路图可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流．当滑片位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，

由图乙可知，电路中的最大电流I大=0.6A，

由I= 可得，电源的电压：

U=I大R0=0.6A×20Ω=12V

（2）解：当滑片位于下端时，接入电路中的电阻最大，

由图乙可知，变阻器的最大阻值R大=40Ω，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的最小电流：

I小= = =0.2A，

即图乙中坐标值I1=I小=0.2A

（3）解：当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻：

R总= =30Ω，

则滑动变阻器接入电路的阻值：

R=R总﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω．

R消耗的电功率PR=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W

【解析】由电路图可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流．（1）当滑片位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的电流，利用欧姆定律求出电源的电压；（2）当滑片位于下端时接入电路中的电阻最大，根据图乙可知变阻器的最大阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流；（3）根据欧姆定律求出当电流表示数I=0.4A时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据PR=I2R求电功率．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．