Question

4．如图甲所示，电源电压不变，闭合开关，滑片P由b端滑到a端，电压表示数U与电流变示数I的变化关系如图乙所示，则电源电压为9V，电阻R的阻值为6Ω，滑动变阻器的最大阻值为12Ω．如果滑片P在a端1分钟，则电阻R产生的热量是810J．

Answer 1

分析 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；
当滑片在b端时，电路中电阻最大，电流最小，根据串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．由电功公式可以求出电阻产生的热量．

解答 解：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；                                                  
由I=$\frac{U}{R}$可知，定值电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{1.5A}$=6Ω；                           
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，
由I=$\frac{U}{R}$，电路的总电阻：R_总=$\frac{U}{{I}_{b}}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω；                                   
则滑动变阻器的最大阻值：R_m=R_总-R=18Ω-6Ω=12Ω； 
滑片P在a端t=1min=60s，电阻R产生的热量：
Q=W=UI_at=9V×1.5A×60s=810J；
故答案为：9；6；12；810．

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．