题目

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．

提问时间：2020-10-29

答案

（1）从图象上可知电源电压就等于R两端的电压U=U_R=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U_ab=U-U_小=12V-4V=8V，I_ab=0.5A，
滑动变阻器的最大阻值R_ab=

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U_a=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_小=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=U_小I_ab=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．