Question

1．如圖所示，圖甲是電阻R₁和電阻R₂的電流隨電壓變化的圖象，將它們按圖乙所示接人電路中，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω  1A”字樣，電源電壓保持不變．
（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁，滑片P位于a端時，電阻R₁的實(shí)際功率為1W，求電源電壓．
（2）當(dāng)把滑片P移到b端，同時閉合開關(guān)S₁和S₂時，電流表的示數(shù)為2A，求1min內(nèi)電流通過電阻R₁做的功．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁，滑片P位于a端時，R₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出R₁的實(shí)際功率為1W時的電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）讀出一組R₂的電流和電壓值，根據(jù)歐姆定律求出R₂的阻值；當(dāng)把滑片P移到b端，同時閉合開關(guān)S₁、S₂時，R₁與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過R₂的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₁的電流，根據(jù)W=UIt求出1min內(nèi)電流通過電阻R₁做的功．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁，滑片P位于a端時，R₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，
由圖象可知，當(dāng)U₁=2V，通過的電流I₁=0.5A時，
R₁的實(shí)際功率P₁=U₁I₁=2V×0.5A=1W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=I₁R=0.5A×20Ω=10V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電源的電壓：
U=U_R+U₁=10V+2V=12V；
（2）由圖象可知，當(dāng)R₂兩端的電壓U₂=2V時，通過的電流I₂=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
當(dāng)把滑片P移到b端，同時閉合開關(guān)S₁、S₂時，R₁與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過R₂的電流：
I₂′=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₁的電流：
I₁′=I-I₂′=2A-1.2A=0.8A，
1min內(nèi)電流通過電阻R₁做的功：
W₁=UI₁′t=12V×0.8A×60s=576J．
答：（1）電源的電壓為12V；
（2）1min內(nèi)電流通過電阻R₁做的功為576J．

點(diǎn)評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．