Question

10．小明同学想对如图1所示的电路进行深入研究，他进行了如下尝试：

（1）首先他分析出：若已知电源电压恒为U，定值电阻R₁的阻值为R₀，某时刻电路中的电流为I，则滑动变阻器R₂两端的电压U₂=U-IR₀；滑动变阻器R₂的电功率P₂=UI-I²R₀．
（2）他按照电路图连接了实验电路，调节滑动变阻器的滑片，相应的记录了电流表、电压表V₁和V₂的示数，测出R₁的电功率P₁、滑动变阻器R₂的电功率P₂、电路的总功率P_总，请根据表中数据分别在图2和图3中描点画出图象
（3）分析图象
由图2可得结论电路总功率P_总与电流I成正比；．
由图2可得结论当电流增大时，滑动变阻器的功率先增大后减小．

I/A	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U1/V	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U2/V	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
P1/W	1	4	9	16	25	36	49	64	81	100
P2/W	9	16	21	24	25	24	21	16	9	0
P总/W	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100

Answer 1

分析 （1）利用串联电路特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端电压；结合P=UI求出电功率；
（2）利用表格中数据描点画出图象；
（3）利用图象特点，分析得出结论．

解答 解：（1）由电路图可知，R₁与R₂串联，则电流相等，若已知电源电压恒为U，定值电阻R₁的阻值为R₀，某时刻电路中的电流为I，则滑动变阻器R₂两端的电压U₂=U-IR₀；
滑动变阻器R₂的电功率P₂=U₂I=UI-I²R₀；
（2）根据表格中电路中功率P_总与对应的电流I，描点画出图象如图2所示：
根据表格中滑动变阻器R₂的电功率P₂、与对应电流，描点画出图象如图3所示：
（3）
根据图2曲线可得出结论：电路总功率P_总与电流I成正比；
根据图3曲线可得结论：当电流增大时，滑动变阻器的功率先增大后减小．
故答案为：（1）U-IR₀；UI-I²R₀；
（2）如图所示；
（3）电路总功率P_总与电流I成正比；
当电流增大时，滑动变阻器的功率先增大后减小．

点评 此题主要考查学生对于串联电路特点和电功率与电流关系的理解和掌握．