(2004•淮安)如图a所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两

(2004•淮安)如图a所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图b所示.求:
(1)电源的电压.
(2)变阻器的最大阻值.
(3)电压表V1示数的变化范围.
(4)通过计算分析变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中,电阻R消耗的电功率变化情况.
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对于群体 春芽

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解题思路:(1)滑动变阻器的滑片P在a端时,电路中只有电阻R,电压表V测量R两端的电压,也就是电源电压,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,此时滑动变阻器接入电路电阻为0,示数也就为0,从图象上可以看出电源电压的大小.
(2)滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,滑动变阻器和电阻串联,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路电流最小,电阻R两端的电压最小,从图象上可以看出R两端的最小电压和最小电流,电源电压不变,根据串联电压的特点,进一步求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
(3)滑动变阻器的滑片P在a端时,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,此时滑动变阻器接入电路电阻为0,示数也就为0,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,滑动变阻器两端的电压就是电压表的示数.
(4)变阻器滑片P位于a端和b端时,R两端的电压和电流都能从图象上找到,电阻R的功率根据公式P=UI可求.

(1)从图象上可知电源电压就等于R两端的电压U=UR=12V.
答:电源的电压为12V.
(2)滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路电流最小,电阻R两端的电压最小,从图象上可以看出R两端的最小电压为4V,最小电流为0.5A,
所以ab两端的电压Uab=U-U=12V-4V=8V,Iab=0.5A,
滑动变阻器的最大阻值Rab=
Uab
Iab=[8V/0.5A]=16Ω.
答:变阻器的最大阻值为16Ω.
(3)变阻器的滑片P位于a端时,电阻R两端的电压Ua=12V,电压表V1示数为0;滑片P位于b端时,电阻R两端的电压U=4V,电压表V1示数值为8V,
所以电压表V1示数的变化范围是0~8V.
答:电压表V1示数的变化范围是0~8V.
(4)变阻器滑片P位于a端时,电阻R的功率
P1=UI=12V×1.5A=18W,
变阻器的滑片P移动到b端时,电阻R的功率
P2=UIab=4V×0.5A=2W,
答:变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中,电阻R消耗的电功率有18W变为2W.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电功率的计算.

考点点评: 本题考查电压、电阻、电功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白滑片移动过程中电路的变化情况,本题考查了应用图象解决问题,这是以后学习的重点.

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