Question

11．甲圖是某校物理社團(tuán)為檢測(cè)一傳感器設(shè)計(jì)的電路圖，傳感器可看著一個(gè)定值電阻，其阻值為3Ω，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器R₀的滑片P在最左端；閉合開關(guān)后，由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路．滑片P向右滑過(guò)一段距離后電流表才有示數(shù)，電壓表示數(shù)U₀與滑片P到最左端的距離x的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）電源電壓多大？電路剛接通時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)的距離是多少？
（2）滑片P向右滑動(dòng)4cm時(shí)，傳感器恰好正常工作，傳感器的額定功率是多少？

Answer 1

分析 （1）從圖象上可以看出斷點(diǎn)的位置和電源電壓的大小；
（2）當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)4cm時(shí)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，從圖象上可看出此時(shí)電壓表示數(shù)，由于滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出傳感器兩端的電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出額定功率．

解答 解：
（1）由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，電壓表測(cè)量電源電壓．
根據(jù)圖象可知：電源電壓U=4.5V，斷點(diǎn)位置在x=3cm處，即滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)的距離是3cm；
（2）當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)4cm時(shí)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，從圖象上可看出此時(shí)電壓表示數(shù)為3V，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知：
傳感器兩端的電壓U_傳感器=U-U₀=4.5V-3V=1.5V，
由傳感器恰好正常工作，則傳感器的額定功率P_額=P_傳感器=$\frac{{{U}_{傳感器}}^{2}}{{R}_{傳感器}}$=$\frac{（{1.5V）}^{2}}{3Ω}$=0.75W．
答：（1）電源電壓為4.5V；電路剛接通時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)的距離是3cm；
（2）滑片P向右滑動(dòng)4cm時(shí)，傳感器恰好正常工作，傳感器的額定功率是0.75W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的運(yùn)用，關(guān)鍵是會(huì)分析圖象得出有用的信息．