Question

如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關后，滑片P由b端滑到a端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，求：

（1）電源電壓U和定值電阻R的阻值；
（2）滑動變阻器的最大阻值；
（3）當滑片P在b端時，滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

⑴U=9V，6Ω⑵12Ω⑶4.5W

從圖可知，電壓表測量的是定值電阻R₀兩端的電壓，電流表測量的是整個電路中的電流．由滑動變阻器的滑片滑到a點時電路的特點可求得電源電壓．從乙圖可知，通過R₀的電流與R₀兩端的電壓成正比，從圖象中找出一組對應的電壓和電流，根據R="U/I" 即可求出電阻R₀的阻值．由滑動變阻器的滑片滑到b點時，定值電阻與滑動變阻器串聯，從乙圖可知，此時電流表和電壓表的示數，再利用串聯電路的特點和歐姆定律便可以求出滑動變阻器的阻值．⑴ 當變阻器的滑片接在a端時，電流最大，電壓表的示數就是電源的電壓，即
U=9V                                                    （2分）
定值電阻 R＝U/I_a＝9V/1.5A＝6Ω                           （2分）
⑵　當變阻器的滑片接在b端時，電流最小，電路的總電阻
R_總＝U/I_b＝9V/0.5A＝18Ω                                  （2分）
滑動變阻器的最大阻值
R_m=R_總－R=18Ω－6Ω=12Ω                               （1分）
⑶ 當變阻器的滑片接在b端時
滑動變阻器消耗的功率
P ＝I_b² R_m＝(0.5A)²×18Ω＝4.5W                         （2分）