Question

20．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2所示．已知定值电阻R₀=10Ω．则电源电压U=6V，图2中坐标值I₁=0.12A．当电流表示数I=0.2A时，R₀与R消耗的电功率之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）根据图象，当电流最大时，变阻器的阻值为零，根据U=IR₀计算出定值电阻两端的电压，即为电源电压；
（2）根据图象读出变阻器的阻值，由欧姆定律计算出I₁的值；
（3）根据题意计算出I=0.2A时，变阻器的阻值，根据P=I²R来判断两电阻的电功率之比．

解答 解：（1）由图象知，电流最大为0.6A，由题意知，此时变阻器的阻值为零，则U=U₀=IR₀=0.6A×10Ω=6V；
（2）由图象知，I₁对应的变阻器阻值为40Ω，则此时变阻器与R₀串联，
则电路中的电流：I₁=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{\;}}$=$\frac{6V}{10Ω+40Ω}$=0.12A；
（3）当I=0.2A时，根据欧姆定律可知电路中的总电阻R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和得：R_滑′=30Ω-10Ω=20Ω；
由P=UI=I²R可知，$\frac{{P}_{0}}{{P}_{滑}}$=$\frac{{I}^{2}{R}_{0}}{{I}^{2}{R}_{滑}}$=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{滑}}$=$\frac{10Ω}{20Ω}$=$\frac{1}{2}$．
故答案为：6；0.12；1：2．

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，解决问题的关键是能够分析出电路的连接方式，读懂图象，知道电流的大小与变阻器阻值的关系．