Question

15．如圖a所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑動變阻器的滑片P由a端移動到b端時(shí)，測得電阻R兩端的電壓U與通過電阻R的電流I的變化關(guān)系如圖b所示，求：
（1）電源的電壓．
（2）電壓表V₁示數(shù)的變化范圍．
（3）變阻器的滑片P分別在a端和b端時(shí)，電阻R上消耗的電功率．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V測R兩端的電壓，電壓表V₁測變阻器可得的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R的簡單電路，其兩端的電壓最大，根據(jù)圖象讀出其大小即為電源的電壓；
（2）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電壓表V₁的示數(shù)最大，根據(jù)圖象讀出R兩端的最小電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出V₁的最大示數(shù)，然后得出電壓表V₁示數(shù)的變化范圍；
（3）根據(jù)P=I²R求出變阻器的滑片P分別在a端和b端時(shí)電阻R上消耗的電功率．

解答 解：由電路圖可知，R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V測R兩端的電壓，電壓表V₁測變阻器可得的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R的簡單電路，
由圖b可知，R兩端的最大電壓為12V，則電源的電壓為12V；
（2）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電壓表V₁的示數(shù)最大，
由圖b可知，R兩端的最小電壓U_R=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表V₁的最大示數(shù)：
U_ab=U-U_R=12V-4V=8V，
則電壓表V₁示數(shù)的變化范圍為0～8V；
（3）變阻器滑片P位于a端時(shí)，R兩端的電壓為12V，通過的電流為1.5A，
則電阻R的功率：
P₁=UI=12V×1.5A=18W，
變阻器的滑片P移動到b端時(shí)，R兩端的電壓U_R=4V，通過的電流I_ab=0.5A，
則電阻R的功率：
P₂=U_小I_ab=4V×0.5A=2W．
答：（1）電源的電壓為12V；
（2）電壓表V₁示數(shù)的變化范圍為0～8V；
（3）變阻器的滑片P分別在a端和b端時(shí)，電阻R上消耗的電功率分別為18W、2W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是會判斷電路中電流和電壓的對應(yīng)關(guān)系并能讀出相應(yīng)的示數(shù)．