Question

16．如图甲所示，R₁为定值电阻、R₂为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）．图乙反映了开关由断开到闭合，在移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系．图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系．求：
（1）电源电压；
（2）R₁的阻值；
（3）当R₂的功率为120W时，电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）（2）由电路图可知，两电阻串联接入电路，ab两点间电压是滑动变阻器两端电压，由图乙所示图象求出电压与电流的对应值，由串联电路特点及欧姆定律列方程，可以求出电源电压与电阻R₁的阻值；
（3）由图丙求出R₂消耗的功率为120W时的电路电流，由P=UI求出电路消耗的总功率．

解答 解：
（1）（2）由图乙知，当I=1A时，U₂=45V，可得电源电压U=1A×R₁+45V；----①
当I′=5A时，U₂′=25V，可得电源电压U=5A×R₁+25V；----②
②-①得：4A×R₁=20V，解得R₁=5Ω，
代入①得电源电压U=50V；
（3）由图丙可知，当R₂的功率为120W时，电路电流为4A，则电路消耗的总功率P=UI=50V×4A=200W．
答：（1）电源电压为50V；
（2）R₁的阻值为5Ω；
（3）当R₂的功率为120W时，电路消耗的总功率为200W．

点评 本题是一道图象图，难度较大，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式即可正确解题．