Question

20．電源電壓一定，閉合開關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I與滑動變阻器接入電路的阻值R之間的關系如圖2所示．已知定值電阻R₀=10Ω．則電源電壓U=6V，圖2中坐標值I₁=0.12A．當電流表示數I=0.2A時，R₀與R消耗的電功率之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）根據圖象，當電流最大時，變阻器的阻值為零，根據U=IR₀計算出定值電阻兩端的電壓，即為電源電壓；
（2）根據圖象讀出變阻器的阻值，由歐姆定律計算出I₁的值；
（3）根據題意計算出I=0.2A時，變阻器的阻值，根據P=I²R來判斷兩電阻的電功率之比．

解答 解：（1）由圖象知，電流最大為0.6A，由題意知，此時變阻器的阻值為零，則U=U₀=IR₀=0.6A×10Ω=6V；
（2）由圖象知，I₁對應的變阻器阻值為40Ω，則此時變阻器與R₀串聯，
則電路中的電流：I₁=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{\;}}$=$\frac{6V}{10Ω+40Ω}$=0.12A；
（3）當I=0.2A時，根據歐姆定律可知電路中的總電阻R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
根據串聯電路的總電阻等于各電阻之和得：R_滑′=30Ω-10Ω=20Ω；
由P=UI=I²R可知，$\frac{{P}_{0}}{{P}_{滑}}$=$\frac{{I}^{2}{R}_{0}}{{I}^{2}{R}_{滑}}$=$\frac{{R}_{0}}{{R}_{滑}}$=$\frac{10Ω}{20Ω}$=$\frac{1}{2}$．
故答案為：6；0.12；1：2．

點評 本題考查串聯電路的特點和歐姆定律的應用，解決問題的關鍵是能夠分析出電路的連接方式，讀懂圖象，知道電流的大小與變阻器阻值的關系．