Question

【题目】在如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，则：
（1）R1的电阻为为多少？
（2）电路消耗的最小功率为多少？
（3）滑动变阻器消耗的最大功率为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，

由I 可得，R1的电阻：

R1= = =10Ω

（2）解：当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，

由图乙可知，I2=0.2A，U2=4V，

则滑动变阻器的最大阻值：

R2= = =20Ω，

电路消耗的最小功率：

P小=UI2=6V×0.2A=1.2W

（3）解：设电路中的电流电流为I，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的电压：

U2=U﹣IR1=6V﹣I×10Ω，

滑动变阻器消耗的电功率：

P2=U2I=（6V﹣I×10Ω）I=0.9W﹣（I﹣0.3A）2×1Ω，

当I=0.3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为0.9W

【解析】由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，根据图2读出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R1的电阻；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的电功率最小，根据图乙读出电路中的电流最小时电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据P=UI求出电路消耗的最小电功率；（3）根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出滑动变阻器两端的电压，根据P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后整理得出答案．
【考点精析】利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．