（2016•德州）在如圖*所示的電路中，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，電源電壓不變，閉合開關S後，調節滑片P...

問題詳情：

（2016•德州）在如圖*所示的電路中，R0為定值電阻，R為滑動變阻器，電源電壓不變，閉合開關S後，調節滑片P從a端移動到b端過程中，電流表示數I與電壓表示數U的變化關係如圖乙所示．

求：

（1）電路中電流最小時，1min內電流通過電阻R做的功；

（2）電源電壓和定值電阻R0；

（3）若電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～3A，為保*電錶正常工作，定值電阻R0消耗的功率範圍．

【回答】

【分析】由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）由圖乙可知，電路中的最小電流和R兩端的電壓，根據W=UIt求出1min內電流通過電阻R做的功；

（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓；當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流最大，根據圖象讀出電路中的電流，根據歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出R0的阻值，進一步求出電源的電壓；

（3）當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大，根據P=I2R求出R0消耗的最大功率，當電壓表的示數最大時電路中的電流最小，R0消耗的電功率最小，根據串聯電路的電壓特點求出R0兩端的電壓，根據P=求出R0消耗的最小功率，然後求出定值電阻R0消耗的功率範圍．

【解答】解：由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.2A，R兩端的電壓UR=20V，

1min內電流通過電阻R做的功：

WR=URI小t=20V×0.2A×60s=240J；

（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，

所以，電源的電壓：

U=I小R0+UR=0.2A×R0+20V，

當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流最大，

由圖象可知，電路中的最大電流I大=1.2A，

則電源的電壓：

U=I大R0=1.2A×R0，

因電源的電壓不變，

所以，0.2A×R0+20V=1.2A×R0，

解得：R0=20Ω，

電源的電壓U=I大R0=1.2A×24Ω=24V；

（3）當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大，則R0消耗的最大功率：

P0大=（I大）2R0=（1.2A）2×20Ω=28.8W，

當電壓表的示數最大時電路中的電流最小，R0消耗的電功率最小，

此時R0兩端的電壓：

U0小=U﹣UR大=24V﹣15V=9V，

R0消耗的最小功率：

P0小===4.05W，

定值電阻R0消耗的功率範圍為4.05W～28.8W．

答：（1）電路中電流最小時，1min內電流通過電阻R做的功為240J；

（2）電源電壓為24V，定值電阻R0為20Ω；

（3）定值電阻R0消耗的功率範圍為4.05W～28.8W．

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，關鍵是從圖象中讀出有用的信息．

知識點：電功率

題型：計算題