Question

20．如圖1是某同學(xué)探究電流與電壓關(guān)系的電路圖．實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持不變，電流表的量程為0-0.6A．開(kāi)關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)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(guān)系如圖2所示．由圖象可得：定值電阻Ro的阻值是5Ω，當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是0.25W．

Answer 1

分析 （1）圖2中的圖象是定值電阻R₀的電流-電壓圖象，可先從圖中找出一組對(duì)應(yīng)的電流-電壓值，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$算出R₀的阻值；
（2）根據(jù)電功率公式P=UI可知，要算當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率，就必須先得出滑片位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和通過(guò)它的電流．
當(dāng)滑片位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，此時(shí)電路中的電流最小，定值電阻R₀兩端的電壓也最小，所以從圖2中，得出當(dāng)滑片位于a端時(shí)，定值電阻R₀兩端的電壓和電路中的電流，串聯(lián)電路的特點(diǎn)求滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再利用電功率公式P=UI求滑動(dòng)變阻器的電功率

解答 解：（1）由圖2可知：當(dāng)定值電阻R₀兩端的電壓為2.0V時(shí)，電流是0.4A，
根據(jù)公式I=$\frac{U}{R}$可知，定值電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{2.0V}{0.4A}$=5Ω；
（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入的阻值最大，此時(shí)電路中的電流最小，定值電阻R₀兩端的電壓也最小，
由圖2可知：當(dāng)滑片位于a端時(shí)，定值電阻R₀兩端的電壓為0.5V，電路中的電流為0.1A，
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U₀′=3V-0.5V=2.5V，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P_R=U_RI′=2.5V×0.1A=0.25W．
故答案為：5；0.25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率公式的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵有二：一是公式的靈活運(yùn)用，二是從I-U圖象得出相關(guān)信．