Question

12．如圖甲所示電路，電源兩端電壓U不變，R₁是定值電阻，R₂是滑動(dòng)變阻器．當(dāng)開關(guān)S閉合后，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示．則：

（1）滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的最大阻值為60Ω，定值電阻R₁的電阻值為10Ω；
（2）電源兩端電壓為7V；
（3）電路消耗的最大電功率為4.9W．

Answer 1

分析 （1）（2）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于最左端時(shí)電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中的電流最大并由乙圖讀出其大小，利用歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最小，由乙圖讀出兩電表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變建立等式即可求出定值電阻R₁的阻值和電源的電壓；
（3）電路中的電流最大時(shí)電路消耗的功率最大，根據(jù)P=UI求出其大�。�

解答 解：（1）（2）當(dāng)滑片位于最左端時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中的電流最大，由乙圖可知I_max=0.7A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I_maxR₂=0.7A×R₁，
當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₂與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最小；
由乙圖可知，U₂=6V，I_min=0.1A，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{min}}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=I_minR₂+U₁=0.1A×R₁+6V，
因電源的電壓不變，
所以，0.7A×R₁=0.1A×R₁+6V，
解得：R₁=10Ω；
電源的電壓U=I_maxR₂=0.7A×10Ω=7V；
（3）電路消耗的最大電功率：
P_max=I_maxU=0.7A×7V=4.9W．
故答案為：（1）60；10；（2）7；（3）4.9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是分析好滑片移動(dòng)時(shí)兩電表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系．