Question

7．如图甲所示电路，电源电压恒为1.5V，闭合开关后，把滑动变阻器R₂的滑片P从最右端向左移动．由于滑动变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后，电流表才有读数，此时电压表的示数为1.35V．且电流表读数I与滑片P移动的距离x的关系如图乙所示．求：

（1）当电流表开始有读数时，滑动变阻器的阻值有多大；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）当滑片P移到x等于10cm处时，R₂消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；由图乙读出电流表开始有读数时的大小，根据欧姆定律求出R₂接入电路的阻值；
（2）根据串联电路的电压特点求出R₁两端的电压，再根据欧姆定律求出电阻R₁的阻值．
（3）当滑片P移到x等于10cm处时，根据乙图读出电路中的电流，根据欧姆定律求出R₁两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，再根据P=UI求出R₂消耗的电功率．

解答 解：（1）由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；
由图乙可知，当电流表开始有读数时电路中的电流I=0.15A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1.35V}{0.15A}$=9Ω；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=1.5V-1.35V=0.15V，
电阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{0.15V}{0.15A}$=1Ω；
（3）由乙图可知，当滑片P移到x等于10cm处时，电路中的电流I′=0.3A；
R₁两端的电压：
U₁′=I′R₁=0.3A×1Ω=0.3V，
R₂两端的电压：
U₂′=U-U₁′=1.5V-0.3V=1.2V，
R₂消耗的电功率：
P₂=U₂′I′=1.2V×0.3A=0.36W．
答：（1）当电流表开始有读数时，滑动变阻器的阻值为9Ω；
（2）电阻R₁的阻值为1Ω；
（3）当滑片P移到x等于10cm处时，R₂消耗的电功率为0.36W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是分析图象、得到有用的数据．