Question

（2010?大慶）如圖甲所示，是小華探究電流與電壓關系的電路，電源電壓不變．當開關S閉合后，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變化如圖乙所示．
（1）電源電壓是多少？
（2）現有三只不同規格的變阻器，規格分別為①“25Ω  0.5A”，②“30Ω  0.6A”，③“25Ω  1A”．結合圖象分析并計算，說明小華實驗時選用的是哪種規格的變阻器？
（3）當此滑動變阻器的滑片處于a點時，求變阻器消耗的功率？

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，當滑片位于b端時，電路為R₀的簡單電路，電壓表測電源的電壓，此時電路中的電流最大，根據圖乙讀出電源的電壓；
（2）由圖象可知，電路中的最大電流；當滑片位于a端時接入電路中的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，再根據歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，據此選擇滑動變阻器的規格；
（3）根據P=UI求出當此滑動變阻器的滑片處于a點時變阻器消耗的功率．

解答：解：（1）當滑片位于b端時，電壓表測電源的電壓，由圖乙讀出電源的電壓為3V；
（2）由圖象可知，I_最大=0.6A＞0.5A，故①滑動變阻器不能選；
當片位于a端時接入電路中的電阻最大，此時I_最小=0.1A，U₀=0.5V，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓U_P=U-U₀=3V-0.5V=2.5V，
∵串聯電路中各處的電流相等，
∴根據歐姆定律可得，滑動變阻器的最大阻值：
R_P=

UP

I最小

=

2.5V

0.1A

=25Ω，故應選③滑動變阻器；
（3）當此滑動變阻器的滑片處于a點時變阻器消耗的功率：
P_滑=U_滑I_最小=2.5V×0.1A=0.25W．
答：（1）電源電壓是3V；
（2）小華實驗時選用③“25Ω  1A”規格的變阻器；
（3）當此滑動變阻器的滑片處于a點時，變阻器消耗的功率為0.25W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是根據圖象和電路圖得出定值電阻兩端的電壓和對應的電流．