Question

20．如图电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙，则R阻值为6Ω，R上消耗最大功率为13.5W，当P位于b端和a端时，电流表读数之比为1：3．

Answer 1

分析 （1）当滑片在a端时，电路为R₀的简单电路，此时电路中的电流最大，电压表的示数就是电源电压，由图乙读出对应的电流和电压，根据欧姆定律求出定值电阻R阻值，根据P=UI求出R上消耗最大功率；
（2）当滑片位于b端时，R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，根据图象读出电流表示数，然后求出P位于b端和a端时电流表读数之比．

解答 解：（1）当滑片在a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
此时电路中的电流最大，R消耗的电功率最大，
由图象可知，电源的电压U=9V，电路中的电流I=1.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{1.5A}$=6Ω，
R上消耗的最大功率：
P_R=UI=9V×1.5A=13.5W；
（2）当滑片位于b端时，R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图象可知，电路中的最小电流I′=0.5A，
则P位于b端和a端时，电流表读数之比：
I′：I=0.5A：1.5A=1：3．
故答案为：6Ω；13.5W；1：3．

点评 本题结合图象考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是明白滑片移动过程中电路的变化情况，应用图象解决问题，这是以后学习的重点．