Question

（2012?海门市模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求：
（1）电源电压U和定值电阻R的阻值；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）当滑片P在b端时，滑动变阻器消耗的功率．

Answer 1

分析：（1）当滑片在a端时，电路中只有定值电阻，此时电流最大，电压表的示数就是电源电压，利用欧姆定律解得定值电阻阻值；
（2）当滑片在b端时，电路中电阻最大，电流最小，根据欧姆定律解得总电阻，再减去（1）中求得的定值电阻阻值即是滑动变阻器的最大阻值；
（3）已知电流和电阻，利用P=I²R计算消耗的功率．

解答：解：（1）当变阻器的滑片接在a端时，电路中只有定值电阻，此时电流最大，电压表的示数就是电源电压，即：
电源电压：U=9V；                                                  
定值电阻 R=

U

Ia

=

9V

1.5A

=6Ω；                           
（2）当变阻器的滑片接在b端时，滑动变阻器与定值电阻串联，电路中总电阻最大，电流最小；
电路的总电阻：
R_总=

U

Ib

=

9V

0.5A

=18Ω；                                   
则滑动变阻器的最大阻值：
R_m=R_总-R=18Ω-6Ω=12Ω；                              
（3）当变阻器的滑片接在b端时
滑动变阻器消耗的功率：
P=I_b² R_m=（0.5A）²×12Ω=3W． 
答：（1）电源电压是9V和定值电阻R的阻值为6Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值是12Ω；
（3）当滑片P在b端时，滑动变阻器消耗的功率为3W．

点评：本题结合图象考查了欧姆定律及串联电路特点应用和电功率的计算，属综合性较高的题目，难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况；应用图象解决问题，这是以后学习的重点．