Question

小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可得，定值电阻R₁的阻值是    ?．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是    W，此时，电阻R₁在10min内产生的热量为    J．

Answer 1

【答案】分析：根据图象中的任何一组数据，都能求出R₁的电阻值．
串联电路的电阻起分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，当滑片P位于a端时，滑动变阻器全部接入，分担的电压最大，定值电阻分担的电压最小为1V．由电源电压和R₁的电压，求出滑动变阻器的电压，又能在图象中找到此时的电流是0.1A，即可求出功率．
当滑片P位于a端时，知道R₁的电压、电流和通电时间，可以求出产生的电热．
解答：解：当P在b端时R₂=0Ω，
所以R₁的阻值为：R₁===10Ω．
当滑动变阻器的滑片移到a端时，U₂=U_总-U₁=5V-1V=4V，
由图象知，当R₁的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，
∴I₂=I₁=0.1A，
∴P₂=U₂I₂=4V×0.1A=0.4W．
Q₁=W₁=U₁It=1V×0.1A×600s=60J
故答案为：10；0.4；60．
点评：根据图象能搜寻有用数据，运用公式解决问题．知道其中任何两个量，会求出第三个量．
掌握串联电路的电流和电压特点．
在纯电阻电路中，电能全部转化为内能时，根据Q=W=UIt计算电热．在非纯电阻电路中，电能大于内能，注意区分纯电阻电路和非纯电阻电路．