Question

17．如圖所示的電路中，R₁為5Ω定值電阻，R₂為滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變．閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動(dòng)到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖2所示，則電源電壓為3V，R₂的最大阻值為10Ω，當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，R₂消耗的功率為0.45W．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)圖象讀出電表的示數(shù)，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)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即可求出R₁的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出P在中點(diǎn)時(shí)電路中的電流，利用P=I²R求出R₂消耗的功率．

解答 解：（1）由圖1可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，由圖2可知I₁=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=0.6A×R₁，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
由圖2可知，I₂=0.2A，U₂=2V，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=I₂R₁+U₂=0.2A×R₁+2V，
因電源的電壓不變，
所以，0.6A×R₁=0.2A×R₁+2V，
解得：R₁=5Ω，
電源的電壓U=0.6A×R₁=0.6A×5Ω=3V；
（2）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{3V}{5Ω+\frac{10Ω}{2}}$=0.3A，
R₂消耗的功率：
P₂=I²×$\frac{{R}_{2}}{2}$=（0.3A）²×$\frac{10Ω}{2}$=0.45W．
故答案為：3；10；0.45．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小、滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小時(shí)電路中的電流最大．