Question

15．小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R₀的发热功率P₀、滑动变阻器R消耗的电功率P_R和电源总功率P_U随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，b（选填“a”、“b”或“c”）图线表示定值电阻R₀的发热功率P₀随电流I变化的关系，如电源电压U保持不变，则由图象可知：电源电压U为3V，定值电阻R₀的阻值为1Ω．

Answer 1

分析 （1）根据P=I²R判断定值电阻R₀的发热功率P₀随电流I变化的图象；
（2）根据P=UI可知电源总功率P_U随电流I变化的图象，由电功率的变形公式求出电源电压；
（3）由图象找出定值电阻R₀的功率与对应的电流，然后由电功率公式P=I²R的变形公式求出电阻阻值；

解答 解：（1）由P=I²R可知，定值电阻R₀一定，定值电阻R₀的发热功率P₀与电流的平方成正比，因此为二次函数图象，故图象b表示定值电阻R₀的发热功率P₀随电流I变化的关系；
（2）由P=UI可知，电源电压一定，电源总功率P_U与电流成正比，因此图象是一条倾斜的直线，即电源总功率P_U随电流I变化的关系图线是a；
由图象可知，电源功率P_U=9W，电流I=3A；
由P=UI可知，电源电压U=$\frac{{P}_{U}}{I}$=$\frac{9W}{3A}$=3V；
（3）由图象b可知，定值电阻R₀的功率：P₀=9W时，电路电流I=3A，
由P=I²R可知，定值电阻：R₀=$\frac{{P}_{0}}{{I}^{2}}$=$\frac{9W}{（3A）^{2}}$=1Ω．
故答案为：b； 3； 1．

点评 本题难度较大，由图象找出电功率对应的电流是正确解题的前提与关键，熟练应用电功率公式的变形公式、欧姆定律、串联电路特点即可正确解题．