Question

【题目】如图甲所示的电路中，在滑片P由b移动到a的过程中，电压表示数U随滑动变阻器接入电路中的阻值R2的变化图像如图乙所示.求：

（1）电源的电压；

（2）当滑片移到a端时，定值电阻R1消耗的电功率；

（3）当滑片P移到中点时，整个电路10s消耗的电能。

Answer 1

【答案】（1）6 V （2）0.4W （3） 18J

【解析】由图示可知，滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测R1两端的电压； （1）当滑动变阻器滑片位于b端，接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，则由图乙可知，电源的电压U=6V；（2）当滑动变阻器滑片位于a端，接入电路中的电阻最大即R2=20Ω时，电压表的示数最小，由图乙可知，R1两端的电压U1=2V，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-U1=6V-2V=4V，因串联电路中各处的电流相等，所以，U1/R1=U2/R2，即：2V/R1=4V/20Ω，解得：R1=10Ω；当滑片移到a端时，定值电阻R1中的电流：I1=U1/R1=2V/10Ω=0.2A；R1消耗的电功率：P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W；（3）当滑片P移到中点时，滑动变阻器连入电路的阻值：R2′=1/2R2=1/2×20Ω=10Ω；电路中总电阻：R总=R1+R2′=10Ω+10Ω=20Ω；电路中总电流：I总=U/R总=6V/20Ω=0.3A；整个电路10s消耗的电能：W=UI总t=6V×0.3A×10s=18J．