Question

如图甲的电路中，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，当滑片P置于b端时，变阻器消耗的功率为________W．通过探究（如采用计算特殊值进行比较等方法）可以得出：当滑片P由b端滑到a端的过程中，变阻器所消耗功率的变化规律是________（逐渐增大/逐渐减小/先增大，后减小）．

Answer 1

3    先增大，后减小
分析：（1）由电路图可知，当滑片位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，此时电路中的电流较大，根据乙图读出电源的电压，根据欧姆定律求出R的阻值；
（2）当滑片位于b端时，R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流较小，由乙图读出两电表的示数，根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器两端的电压，再根据P=UI求出变阻器消耗的功率．
（3）利用计算特殊值进行比较法便可得出结论．
解答：（1）当滑片位于a端时，等效电路图如图1所示；
当滑片位于b端时，等效电路图如图2所示；

（1）由图1和图2可知，当滑片位于a端时电压表的示数最大，为电源的电压，电流表的示数也最大，
由乙图可知，电源的电压U=9V，此时电路中的电流I=1.5A，
所以由图1可得：R===6Ω；
（2）由图2可得：U_R=3V，电路中的电流I′=0.5A，
滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_R=9V-3V=6V，
所以R_滑===12Ω，
滑动变阻器消耗的功率P_b=U_滑I′=6V×0.5A=3W．
（3）当滑片位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率为0；
当滑片为与中间位置时，R_滑中=6Ω，
电路中的电流I===0.75A，
滑动变阻器消耗的电功率P_中=I²R_滑中=（0.75A）²×6Ω=3.375W，
综上可知：当滑片P由b端滑到a端的过程中，变阻器所消耗功率的变化规律是先增大，后减小．
故答案为：3；先增大，后减小．
点评：本题考查学生运用相关知识，灵活应用的能力．这就求学生得将知识掌握扎实牢固，这样在遇到稍有棘手的题目时，才能灵活应用相关知识．