Question

8．如图甲所示电路，电源两端电压不变，R₁是定值电阻，R₂是滑动变阻器，当开关S闭合后．改变变阻器接入电路的电阻，其电流与电压的关系如图乙所示．
（1）请依据题中提供的信息，指出变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流值；
（2）强分析说明或求出电源电压的值是多少？
（3）求电路消耗电功率的最大值．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R₂与电阻R₁串联，电压表测R₂两端的电压，此时电路中的电流最小，由乙图读出电流表的示数；
（2）当滑片位于最左端时电路为R₁的简单电路，此时电路中的电流最大并由乙图读出其大小，利用欧姆定律表示出电源的电压；
（3）利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻的阻值和电源的电压，最后利用P=UI求出电路消耗的最大功率．

解答 解：
（1）当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R₂与电阻R₁串联，电压表测R₂两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知：I_最小=0.1A；
（2）当滑片位于最左端时电路为R₁的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I_最大=0.7A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：U=I_最大R₁=0.7A×R₁；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U=I_最小R₁+U₂=0.1A×R₁+6V，
因为电源的电压不变，所以：
0.7A×R₁=0.1A×R₁+6V，
解得：R₁=10Ω；
电源的电压U=0.7A×R₁=0.7A×10Ω=7V；
（3）当滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω时，电路消耗的总功率最大，此时有P=UI=7V×0.7A=4.9W．
答：
（1）变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流值为0.1A；
（2）电源电压的值是7V；
（3）电路消耗电功率的最大值为4.9W．

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，关键是分析好滑片移动时两电表示数的对应关系．