Question

【题目】如图甲所示，电源电压保持不变．闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示．则R2=____Ω，电源电压为_____V，滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为______J.

Answer 1

【答案】 2 15 90

【解析】（1）由甲图可知，滑片P从b点滑到a点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R1两端的电压变小。由于电源电压不变，则R2两端的电压变大。所以，对于R1：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R2：通过的电流随两端电压的增大而增大；据此判断，乙图中dc是V1的U-I图象，ec是V2的U-I图象。

由乙图中ec可知，I=1A，U2=2V，根据可得，R2的阻值。

（2）由甲图可知，电阻R、R1、R2串联，滑片在b点时，Ib=1A，U1b=12V，U2b=2V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：电源电压U=IbR+U1b+U2b，即：

U=1A×R+12V+2V-----①

滑片在a点时，Ia=3A，U1a=6V，U2a=6V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：

电源电压U=IaR+U1a+U2a，即：

U=3A×R+6V+6V-------②

因为电源电压恒定，由①②，解得：R=1Ω，

则电源电压：U=1A×1Ω+12V+2V=15V。

（3）滑片在a点时，R1最小，电路总电阻最小，电流最大，由图象可知，最大Ia=3A，10s内电阻R消耗的电能为：W=Ia2Rt=（3A）2×1Ω×10s=90J。