Question

如图甲所示，是小华探究电流与电压关系的电路，电源电压不变．当开关S闭合后，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如图乙所示．
（1）电源电压是多少？
（2）现有三只不同规格的变阻器，规格分别为①“25Ω 0.5A”，②“30Ω 0.6A”，③“25Ω 1A”．结合图象分析并计算，说明小华实验时选用的是哪种规格的变阻器？
（3）当此滑动变阻器的滑片处于a点时，求变阻器消耗的功率？

Answer 1

解：（1）当滑片位于b端时，电压表测电源的电压，由图乙读出电源的电压为3V；
（2）由图象可知，I_最大=0.6A＞0.5A，故①滑动变阻器不能选；
当片位于a端时接入电路中的电阻最大，此时I_最小=0.1A，U₀=0.5V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压U_P=U-U₀=3V-0.5V=2.5V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值：
R_P===25Ω，故应选③滑动变阻器；
（3）当此滑动变阻器的滑片处于a点时变阻器消耗的功率：
P_滑=U_滑I_最小=2.5V×0.1A=0.25W．
答：（1）电源电压是3V；
（2）小华实验时选用③“25Ω 1A”规格的变阻器；
（3）当此滑动变阻器的滑片处于a点时，变阻器消耗的功率为0.25W．
分析：（1）由电路图可知，当滑片位于b端时，电路为R₀的简单电路，电压表测电源的电压，此时电路中的电流最大，根据图乙读出电源的电压；
（2）由图象可知，电路中的最大电流；当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，据此选择滑动变阻器的规格；
（3）根据P=UI求出当此滑动变阻器的滑片处于a点时变阻器消耗的功率．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象和电路图得出定值电阻两端的电压和对应的电流．