分析 先分析电路的连接方式,然后确定V1、V2测量的电压,再根据滑动变阻器的阻值为O时,判断出电压表V2示数的变化图象,并读出电压表V1此时的示数(即电源电压)和对应的电流,最后根据R=$\frac{U}{I}$求出R1的阻值.
根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,利用数学知识判断滑动变阻器消耗功率的最大值并求出其大小.
解答 解:图示电路为串联电路,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
当滑动变阻器的阻值为0时,电压表V2示数为0,此时电压表V1的示数等于电源电压,因此与横坐标相交的图象是电压表V2示数变化的图象,即乙图;此时电压表V1的示数等于6V,通过电路中的电流为0.6A,故电源电压为6V,由I=$\frac{U}{R}$可知,R1=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω.
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流:
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+{R}_{2}}$,
滑动变阻器消耗的电功率:
P=I′R2=($\frac{6V}{10Ω+{R}_{2}}$)2×R2=$\frac{(6V)^{2}}{\frac{(10Ω+{R}_{2})^{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{(6V)^{2}}{\frac{100{Ω}^{2}+{R}_{2}^{2}+20{R}_{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{(6V)^{2}}{\frac{(10Ω-{R}_{2})^{2}}{{R}_{2}}+40Ω}$,
当R2=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大:Pmax=$\frac{(6V)^{2}}{40Ω}$=0.9W.
故答案为:乙;6;10;0.9.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是会利用数学知识判断滑动变阻器消耗的最大电功率.
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A. | 实验现象说明电流周围存在磁场 | |
B. | 通电螺线管右端为S极 | |
C. | 实验研究的是电磁感应现象 | |
D. | 实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用 |
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A. | 灯L可能断路 | B. | 开关处接触不良 | C. | 电阻R可能断路 | D. | 电阻R可能短路 |
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