Question

如图所示电路，电源电压保持不变，R₁为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R₂，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1图2所示．当滑动变阻器的滑片P移到时，则电路消耗的总功率________W．

Answer 1

3.2
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，定值电阻两端的电压最小，滑动变阻器两端的电压最大，从图象可以得出此时电路中的电流I=0.2A，滑动变阻器两端的电压为6V，电阻R₁的电压为2V，电源电压为两电压之和，根据欧姆定律可求电阻R₁的电阻和滑动变阻器的最大阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P移到时，滑动变阻器接入电路的电阻和电阻R₁的阻值相等，根据欧姆定律可知两电压表的示数相等，由图象可知此时电路中电流的大小，利用P=UI求出电路消耗的总功率．
解答：（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2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=6V；
∵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+6V=8V，
根据欧姆定律可得：
定值电阻R₁的阻值R₁===10Ω，
滑动变阻器的阻值最大R₂===30Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P移到==10Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻和定值电阻R₁的阻值相等，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，两电压表的示数相等，
由图2可知，电路中的电流I′=0.4A，
此时电路消耗的总功率P=UI′=8V×0.4A=3.2W．
故答案为：3.2．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据串联电路的分压特点判断出电路中电流最小时定值电阻两端的电压最小、滑动变阻器两端的电压最大是解题的关键；要注意在电学中，有些题目的信息是通过图象给出的，所以要学会从电路图和U-I图象得出有用的信息．