Question

【题目】如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。图乙中dc是表示电压表___(选填“V1”或“V2”)的示数随电流表示数变化的图线；电源电压为___V；滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为___J；滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最大值为___W.

Answer 1

【答案】V1 15 90 45

【解析】

（1）分析电路的连接，由甲图可知，滑片P从b点滑到a点的过程中，由变阻器连入电路的电阻变化，由欧姆定律确定电路中的电流变化和R2的电压变化，由串联电路电压的规律确定R1的电压变化，结合图象分析回答；

（2）在（1）的基础上，由ec对应的物理大小，由此根据欧姆定律可求R2的电阻；根据欧姆定律和串联电路的电压特点得出滑片P在b和a点的电源电压表达式，由电源电压不变列方程，先求出电阻R，然后即可求出电源电压；

（3）（4）滑片滑到a点，根据电阻的串联和欧姆定律确定电路电流的大小，由R1的U-I图象得出最大的电流值，即可利用W=I2Rt求10s内电阻R消耗的电能；根据P=UI求电阻消耗的最大功率．

（1）由甲图可知，滑片P从b点滑到a点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R1两端的电压变小；由于电源电压不变，则R2两端的电压变大；所以，对于R1：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R2：通过的电流随两端电压的增大而增大；据此判断，乙图中dc是V1的U-I图象，ec是V2的U-I图象．

（2）由乙图中ec可知，I=3A，U2=6V，根据I=可得R2的电阻：R2===2Ω；由甲图可知，电阻R、R1、R2串联，滑片在b点时，Ib=1A，U1b=12V，U2b=2V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：电源电压U=IbR+U1b+U2b，即：U=1A×R+12V+2V-----①；滑片在a点时，Ia=3A，U1a=6V，U2a=6V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：电源电压U=IaR+U1a+U2a，即：U=3A×R+6V+6V-------②；由①②，解得：R=1Ω，则电源电压：U=1A×1Ω+12V+2V=15V．

（3）（4）滑片在a点时，由电阻的串联，总电阻最小，电流最大，由图象可知，最大Ia=3A，10s内电阻R消耗的电能为：W=Ia2Rt=（3A）2×1Ω×10s=90J, 电阻消耗的最大功率：

P大=UIa=15V×3A=45W.