Question

【題目】如圖（a）所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，滑動變阻器的滑片P由B端移動到A端時，測得電阻R1兩端的電壓與通過電阻R1的電流變化關系如圖（b）所示．

（1）求電源的電壓U和滑動變阻器的最大阻值Rm．

（2）當電流I=1.0A時，求電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2．

（3）寫出電壓表V2的示數與通過電阻R2的電流變化關系式，并寫出V2大小的變化范圍．

Answer 1

【答案】（1）6V， 8Ω；（2）2：1；（3）6V﹣I×4Ω； 0V～4V

【解析】

試題分析：（1）當P在A端時，只有電阻R1接入電路，此時電阻R1的電壓最大，由I﹣U圖象可知，電阻R1兩端電壓U1=6V，電路電流I1=1.5A，電阻R1的阻值：R1===4Ω；由電路圖可知，當P在A端時電源電壓加在R1上，由I﹣U圖象可知，電源電壓U=U1=6V；當P在B端時，滑動變阻器全部接入電路，總電阻最大，電流最小，由I﹣U圖象可知電路電流是I=I1′=0.5A；此時電路總電阻：R總===12Ω，則滑動變阻器R2的最大阻值：Rm=R總﹣Rl=12Ω﹣4Ω=8Ω；（2）當電流I′′=1.0A時，由圖象可得，U1=4V，電阻R1與R2串聯，則R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V，電阻R1與R2消耗的功率分別為：P1=U1I″=4V×1.0A=4W；P2=U2I″=2V×1.0A=2W；電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2=4W：2W=2：1；（3）V2測滑動變阻器R2的電壓，由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可得，電壓表V2的示數與通過電阻R2的電流變化關系式：U2=U﹣IR1 =6V﹣I×4Ω；當P在A端時，V2的示數為0V；當P在B端時，R1兩端電壓最小，由圖象可知UR1=2V，則U2=U﹣UR1=6V﹣2V=4V；所以電壓表V2示數的變化范圍為：0V～4V。