Question

11．如图甲所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R₂最大阻值是20Ω．闭合开关，滑动变阻器的I-R图象如图乙所示，当滑片P滑至最右端时，R₁消耗的电功率为0.4W，整个电路工作10min共消耗的总电能是720J．

Answer 1

分析 由电路图可知，R₁与R₂串联，电流表测电路中的电流．当滑片P滑至最左端时接入电路中的电阻为零，电路为R₁的简单电路，由图象可知电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑片P滑至最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，由图象可知电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R₁的阻值，进一步求出电源的电压，利用P=I²R求出R₁消耗的电功率，根据W=UIt求出整个电路工作10min共消耗的总电能．

解答 解：由电路图可知，R₁与R₂串联，电流表测电路中的电流．
当滑片P滑至最左端时接入电路中的电阻为零，电路为R₁的简单电路，
由图象可知，电路中电流I=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=IR₁=0.6A×R₁------①
当滑片P滑至最右端时，R₂=20Ω，由图象可知电路中电流I′=0.2A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I′（R₁+R₂）=0.2A×（R₁+20Ω）-------②
因电源的电压不变，
所以，0.6A×R₁=0.2A×（R₁+20Ω），
解得：R₁=10Ω，
电源的电压U=IR₁=0.6A×10Ω=6V，
R₁消耗的电功率：
P₁=（I′）²R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W，
整个电路工作10min共消耗的总电能：
W=UI′t=6V×0.2A×10×60s=720J．
故答案为：0.4；720．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，从图象中获取有用的信息以及利用好电源的电压不变是关键．