Question

1．如圖甲所示電路，電源兩端電壓不變．R₁是滑動(dòng)變阻器，R₂是定值電阻．當(dāng)開關(guān)S閉合后，逐步改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．根據(jù)電壓表與電流表的示數(shù)，繪制的圖象如圖乙所示，則電源電壓為12V．電阻R₂的電阻值為20Ω；電路消耗電功率的最大值為7.2W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，當(dāng)滑片位于最左端時(shí)電路為R₂的簡單電路，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R₁與電阻R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，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)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R₂的阻值和電源的電壓；
最后利用P=UI求出電路消耗的最大功率．

解答 解：當(dāng)滑片位于最左端時(shí)電路為R₂的簡單電路，此時(shí)電路中的電流最大，由乙圖可知I_max=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：U=I_maxR₂=0.6A×R₂----------①
當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₁與電阻R₂串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流最�。�
由乙圖可知，U₁=10V，I_min=0.1A，
由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知：
電源的電壓U=I_minR₂+U₁=0.1A×R₂+10V-----------②，
由于電源的電壓不變，則0.6A×R₂=0.1A×R₂+10V，
解得：R₂=20Ω；
電源的電壓U=0.6A×R₂=0.6A×20Ω=12V；
電路消耗的最大電功率：
P_max=I_maxU=0.6A×12V=7.2W．
故答案為：12；20；7.2．

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)的對應(yīng)關(guān)系．