Question

圖1是某同學探究電流與電壓關系的電路圖．開關S閉合后，將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數變化關系如圖2所示．求：
（1）定值電阻R的阻值
（2）電源電壓3V保持不變，當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）圖2中的圖象是定值電阻R的電流-電壓圖象，可先從圖中找出一組對應的電流-電壓值，然后根據歐姆定律的變形公式R=算出R的阻值；
（2）根據電功率公式P=UI可知，要算當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率，就必須先得出滑片位于a端時，滑動變阻器兩端的電壓和通過它的電流．
當滑片位于a端時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，此時電路中的電流最小，定值電阻R兩端的電壓也最小，所以從圖2中，得出當滑片位于a端時，定值電阻R兩端的電壓和電路中的電流，串聯電路的特點求滑動變阻器兩端的電壓，再利用電功率公式P=UI求滑動變阻器的電功率．
解答：解：（1）由圖2可知：當定值電阻R兩端的電壓為2.0V時，電流是0.4A，
定值電阻R的阻值：
R===5Ω；
（2）當滑片位于a端時，滑動變阻器連入的阻值最大，此時電路中的電流最小，定值電阻R兩端的電壓也最小，
由圖2可知：當滑片位于a端時，定值電阻R兩端的電壓為0.5V，電路中的電流為0.1A，
則滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U′=3V-0.5V=2.5V，
滑動變阻器消耗的電功率：
P_R=U_RI′=2.5V×0.1A=0.25W．
答：（1）定值電阻R的阻值為5Ω；
（2）電源電壓3V保持不變，當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率為0.25W．
點評：本題考查了學生對歐姆定律、串聯電路特點、電功率公式的掌握和運用，關鍵有二：一是公式的靈活運用，二是從I-U圖象得出相關信息．