Question

19．小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關系，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關系如圖乙所示，若將電源電壓換為8V不變，當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率是1.024W，此時，電阻R₁在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為153.6J．

Answer 1

分析 由圖示電路圖結合圖象求出電源電壓，然后應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出定值電阻阻值與滑動變阻器的最大阻值；
再應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電路電流，應用電功率公式求出滑動變阻器的功率，應用焦耳定律求出定值電阻產(chǎn)生的熱量．

解答 解：由圖甲所示電路圖可知，當P在b端時，滑動變阻器接入電路的阻值為零，即R₂=0Ω，
此時電壓表測電源電壓，由圖乙所示圖象可知，電源電壓：U=5V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，R₁的阻值為：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{\;}}$=$\frac{5V}{0.5A}$=10Ω．
當滑動變阻器的滑片在a端時，滑動變阻器阻值全部接入電路，
此時定值電阻兩端電壓：U₁=1V，電路電流：I₁=0.1A，
滑動變阻器兩端電壓：U₂=U_總-U₁=5V-1V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動變阻器的最大阻值：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω．
電源電壓為8V不變，當滑片P位于a端時，
電路電流：I′=$\frac{U′}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{8V}{10Ω+40Ω}$=0.16A，
滑動變阻器消耗的電功率：P₂=I′²R₂=（0.16A）²×40Ω=1.024W，
此時，電阻R₁在t=10min=600s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I′²R₁t=（0.16A）²×10Ω×600s=153.6J．
故答案為：1.024；153.6．

點評 根據(jù)圖象能搜尋有用數(shù)據(jù)，運用公式R=$\frac{U}{I}$解決問題．知道其中任何兩個量，會求出第三個量．
掌握串聯(lián)電路的電流和電壓特點．
在純電阻電路中，電能全部轉化為內(nèi)能時，根據(jù)Q=W=UIt計算電熱．在非純電阻電路中，電能大于內(nèi)能，注意區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路．