Question

（7分）某興趣小組進行電學實驗，設計了如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。閉合開關S，調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，電路中某個元件的“I－U”關系圖線如圖乙所示。求：

（1）定值電阻與滑動變阻器最大阻值之比。
（2）在乙坐標系中畫出另一個元件的I-U圖像。
（3）電路消耗的最大功率。
（4）滑動變阻器滑片從右端移到左端的過程中，變阻器消耗的電功率變化情況是（  ）

A．先變大后變小

B．變小

C．先變小后變大

D．變大

Answer 1

（1）1：2；（2）如圖所示；

（3）3.6W；（4）A．

試題分析：（1）由圖象可知，因為電壓和電流值均不為零，因為乙圖為R₁的“U-I”圖象，當滑片P在最左端時，R₁兩端的電壓即為電源的電壓，由圖象可知，電源的電壓U=6V，此時電路中的電流為I₁=0.6A，因此R₁的阻值為：，當滑片在最右端時，R₁與R₂串聯，I₂=0.2A， ，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器的最大阻值為：，則定值電阻與滑動變阻器最大阻值之比：；
（2）因為串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓為：，因此R₂的U-I圖象如圖所示：

（3）電路消耗的最大功率：；
（4）電路中的電流為：，滑動變阻器消耗的電功率為： ，
當R₂=10Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，最大為P₂=0.9W，
當R₂=0Ω時，滑動變阻器消耗的電功率為0W，
當R₂=20Ω時，滑動變阻器消耗的電功率P₂=0.8W，
綜上可知，滑動變阻器滑片從右端移到左端的過程中，變阻器消耗的電功率變化情況是先變大后變小．