Question

【題目】如圖甲所示的電路中，在滑片P由b移動到a的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動變阻器接入電路中的阻值R2的變化圖像如圖乙所示.求：

（1）電源的電壓；

（2）當滑片移到a端時，定值電阻R1消耗的電功率；

（3）當滑片P移到中點時，整個電路10s消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）6 V （2）0.4W （3） 18J

【解析】由圖示可知，滑動變阻器R2與定值電阻R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓； （1）當滑動變阻器滑片位于b端，接入電路中的電阻為0時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓，則由圖乙可知，電源的電壓U=6V；（2）當滑動變阻器滑片位于a端，接入電路中的電阻最大即R2=20Ω時，電壓表的示數(shù)最小，由圖乙可知，R1兩端的電壓U1=2V，因串聯(lián)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：U2=U-U1=6V-2V=4V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，U1/R1=U2/R2，即：2V/R1=4V/20Ω，解得：R1=10Ω；當滑片移到a端時，定值電阻R1中的電流：I1=U1/R1=2V/10Ω=0.2A；R1消耗的電功率：P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W；（3）當滑片P移到中點時，滑動變阻器連入電路的阻值：R2′=1/2R2=1/2×20Ω=10Ω；電路中總電阻：R總=R1+R2′=10Ω+10Ω=20Ω；電路中總電流：I總=U/R總=6V/20Ω=0.3A；整個電路10s消耗的電能：W=UI總t=6V×0.3A×10s=18J．