Question

5．如圖甲所示電路中，R₀為定值電阻，R₁為滑動(dòng)變阻器．圖乙是該滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖象．則該滑動(dòng)變阻器的最大值是50Ω，定值電阻R₀的電阻10Ω，電源電壓是12V．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流．由圖象可知，電路中的電流最小時(shí)R₁的電功率，根據(jù)P=I²R求出R₁的最大電阻；
（2）由圖象讀出電路中的電流為0.2A時(shí)R₁的電功率，根據(jù)P=I²R求出R₁接入電路的電阻；根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式求出R₀的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓．

解答 解：（1）R₀定值電阻與R₁滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，當(dāng)電路中電流最小時(shí)，電路的電阻最大，由圖乙可知，最小電流I₁=0.2A，因變阻器的電功率為2W，根據(jù)P=I²R有：
R_滑=$\frac{{P}_{滑}}{{I}^{2}}$=$\frac{2W}{（0.2A）^{2}}$=50Ω，
（2）由圖象可知，當(dāng)電路中的電流I₂=0.4A時(shí)，R₁的電功率P₂=3.2W，
由P=I²R可得，此時(shí)R₁接入電路的電阻：
R₁′=$\frac{{P}_{2}}{{{I}_{2}}^{2}}$=$\frac{3.2W}{（0.4A）^{2}}$=20Ω；
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和和I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₂（R₀+R₁′）=0.4A×（R₀+20Ω）-------------①
當(dāng)電路中的電流I=0.2A時(shí)，電源的電壓：
U=I_最小（R₀+R₁）=0.2A×（R₀+50Ω）-------------②
解得：R₀=10Ω，
電源電壓U=I_最小（R₀+R₁）=0.2A×（10Ω+50Ω）=12V．
故答案為：50；  10；   12．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好電源的電壓不變和從圖象中讀出電流對應(yīng)的功率．