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．

【解析】

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．

考點：歐姆定律；串聯電路電流、電壓、電阻的規律；電功率；滑動變阻器的工作原理與使用.