Question

3．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a端移動到b端時，測得電阻R兩端的電壓U與通過R的電流I的變化關(guān)系如圖（b）所示．
求：（1）電阻R的阻值；
（2）電源電壓．
（3）變阻器的最大阻值．

Answer 1

分析 （1）（2）當(dāng)滑片位于a端時，電路為R的簡單電路，此時R兩端的電壓即為電源的電壓，根據(jù)圖b得出電源的電壓和通過的電流，根據(jù)歐姆定律求出R的阻值；
（3）當(dāng)滑片位于b端時，R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出R兩端的最小電壓和通過的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）（2）當(dāng)滑片位于a端時，電路為R的簡單電路，此時R兩端的電壓即為電源的電壓，
由圖（b）可知，電源的電壓U=12V，電路中的電流I=1.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{1.5A}$=8Ω；
（3）當(dāng)滑片位于b端時，R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，此時電路中的電流最小，
由圖象可知，R兩端的電壓U_R=4V，電路中的電流I′=0.5A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=12V-4V=8V，
則變阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω．
答：（1）電阻R的阻值為8Ω；
（2）電源電壓為12V；
（3）變阻器的最大阻值為16Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是滑片位于兩端時電路中最大和最小電流的確定以及根據(jù)圖象讀出電壓與對應(yīng)的電流值．