Question

【題目】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B端移動到A端時(shí)，測得電阻R1兩端的電壓與通過電阻R1的電流變化關(guān)系如圖（b）所示．
（1）求電源的電壓U和滑動變阻器的最大阻值Rm ．
（2）當(dāng)電流I=1.0A時(shí)，求電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2 ．
（3）寫出電壓表V2的示數(shù)與通過電阻R2的電流變化關(guān)系式，并寫出V2大小的變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，此時(shí)電阻R1的電壓最大，

由I﹣U圖象可知，電阻R1兩端電壓U1=6V，電路電流I1=1.5A，

電阻R1的阻值：R1= = =4Ω；

由電路圖可知，當(dāng)P在A端時(shí)電源電壓加在R1上，

由I﹣U圖象可知，電源電壓U=U1=6V；

當(dāng)P在B端時(shí)，滑動變阻器全部接入電路，總電阻最大，電流最小，

由I﹣U圖象可知電路電流是I=I1′=0.5A；

此時(shí)電路總電阻：R總= = =12Ω，

則滑動變阻器R2的最大阻值：Rm=R總﹣Rl=12Ω﹣4Ω=8Ω

（2）解：當(dāng)電流I′′=1.0A時(shí)，由圖象可得，U1=4V，

電阻R1與R2串聯(lián)，則R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V，

電阻R1與R2消耗的功率分別為：P1=U1I″=4V×1.0A=4W；

P2=U2I″=2V×1.0A=2W；

電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2=4W：2W=2：1

（3）解：V2測滑動變阻器R2的電壓，

由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得，電壓表V2的示數(shù)與通過電阻R2的電流變化關(guān)系式：

U2=U﹣IR1 =6V﹣I×4Ω；

當(dāng)P在A端時(shí)，V2的示數(shù)為0V；

當(dāng)P在B端時(shí)，R1兩端電壓最小，由圖象可知UR1=2V，則U2=U﹣UR1=6V﹣2V=4V；

所以電壓表V2示數(shù)的變化范圍為：0V～4V

【解析】（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，此時(shí)電阻R1的電壓最大，由I﹣U圖象找出電壓所對應(yīng)的電流，由歐姆定律可以求出電阻R1的阻值； 由電路圖可知，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，電阻R1兩端的電壓等于電源電壓，由I﹣U圖象可以求出電源電壓；
由電路圖可知，當(dāng)滑片在B端時(shí)，滑動變阻器阻值全部接入電路，此時(shí)電阻R1兩端電壓最小，由I﹣U圖象找出流過電路的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出滑動變阻器的最大阻值；（2）根據(jù)P=UI，分別求出電阻R1與R2消耗的功率，可得功率之比P1：P2；（3）由圖可知V2并聯(lián)在滑動變阻器R2兩端，當(dāng)R2短路時(shí)電壓最小；當(dāng)R2全部接入時(shí)電壓最大，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可求得V2的電壓．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)，還要掌握電功率的計(jì)算公式(計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R)的相關(guān)知識才是答題的關(guān)鍵．