Question

图1是某同学探究电流与电压关系的电路图．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关系如图2所示．求：
（1）定值电阻R的阻值
（2）电源电压3V保持不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）图2中的图象是定值电阻R的电流-电压图象，可先从图中找出一组对应的电流-电压值，然后根据欧姆定律的变形公式R=算出R的阻值；
（2）根据电功率公式P=UI可知，要算当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率，就必须先得出滑片位于a端时，滑动变阻器两端的电压和通过它的电流．
当滑片位于a端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，定值电阻R两端的电压也最小，所以从图2中，得出当滑片位于a端时，定值电阻R两端的电压和电路中的电流，串联电路的特点求滑动变阻器两端的电压，再利用电功率公式P=UI求滑动变阻器的电功率．
解答：解：（1）由图2可知：当定值电阻R两端的电压为2.0V时，电流是0.4A，
定值电阻R的阻值：
R===5Ω；
（2）当滑片位于a端时，滑动变阻器连入的阻值最大，此时电路中的电流最小，定值电阻R两端的电压也最小，
由图2可知：当滑片位于a端时，定值电阻R两端的电压为0.5V，电路中的电流为0.1A，
则滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U′=3V-0.5V=2.5V，
滑动变阻器消耗的电功率：
P_R=U_RI′=2.5V×0.1A=0.25W．
答：（1）定值电阻R的阻值为5Ω；
（2）电源电压3V保持不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率为0.25W．
点评：本题考查了学生对欧姆定律、串联电路特点、电功率公式的掌握和运用，关键有二：一是公式的灵活运用，二是从I-U图象得出相关信息．