Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓一定，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P從最上端滑至最下端的過程中，電流表示數(shù)I與滑動變阻器接入電路的阻值R之間的關(guān)系如圖乙所示．已知定值電阻R0=20Ω．求：
（1）電源電壓U；
（2）圖乙中坐標(biāo)值I1的值；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時，R消耗的電功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電流表測電路中的電流．當(dāng)滑片位于上端時，變阻器接入電路中的電阻為零，此時電路中的電流最大，

由圖乙可知，電路中的最大電流I大=0.6A，

由I= 可得，電源的電壓：

U=I大R0=0.6A×20Ω=12V

（2）解：當(dāng)滑片位于下端時，接入電路中的電阻最大，

由圖乙可知，變阻器的最大阻值R大=40Ω，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，電路中的最小電流：

I小= = =0.2A，

即圖乙中坐標(biāo)值I1=I小=0.2A

（3）解：當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時，電路中的總電阻：

R總= =30Ω，

則滑動變阻器接入電路的阻值：

R=R總﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω．

R消耗的電功率PR=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W

【解析】由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電流表測電路中的電流．（1）當(dāng)滑片位于上端時，變阻器接入電路中的電阻為零，此時電路中的電流最大，根據(jù)圖乙讀出電路中的電流，利用歐姆定律求出電源的電壓；（2）當(dāng)滑片位于下端時接入電路中的電阻最大，根據(jù)圖乙可知變阻器的最大阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流；（3）根據(jù)歐姆定律求出當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)PR=I2R求電功率．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；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．