在如圖*所示電路中，電源電壓U恆定，電阻R1＝20Ω，R2為滑動變阻器。閉合開關後當滑動觸頭P從a端滑到b端時...

問題詳情：

在如圖*所示電路中，電源電壓U恆定，電阻R1＝20Ω，R2為滑動變阻器。閉合開關後當滑動觸頭P從a端滑到b端時，電壓表V1、V2示數的關係如圖乙所示。求：

（1）電源電壓U；

（2）滑動變阻器的最大阻值；

（3）當滑動觸頭移到滑動變阻器的中間位置時，電阻R1消耗的電功率。

【回答】

（1）電源電壓U＝12V；

（2）滑動變阻器的最大阻值為40Ω；

（3）當滑動觸頭移到滑動變阻器的中間位置時，電阻R1消耗的電功率為1.8W。

【分析】（1）由電路圖可知，當滑片在a端時滑動變阻器R2被短路，電壓表V2示數為零，電路為R1的簡單電路，電壓表V1測電源的電壓，由乙圖讀出電源的電壓；

（2）當滑片在b端時，R1與R2的最大阻值串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；此時電壓表V2示數最大，由乙圖讀出電壓表V1、V2示數；根據歐姆定律求出此時電路中的電流和滑動變阻器的最大阻值。

（3）當滑動觸頭移到滑動變阻器的中間位置時，根據串聯電路的特點和歐姆定律求出電路的電流，根據P＝I2R可求電阻R1消耗的電功率。

【解答】解：（1）由電路圖可知，當滑片在a端時滑動變阻器R2被短路，電壓表V2示數為零，電路為R1的簡單電路，電壓表V1測電源的電壓，由乙圖可知：電源的電壓U＝12V；

（2）當滑片在b端時，R1與R2的最大阻值串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；此時電壓表V2示數最大；

由乙圖可知：U1＝4V，U2最大＝8V，

則電路中的電流I＝＝＝0.2A，

則根據I＝可得：

R2＝＝＝40Ω；

（3）當滑動觸頭移到滑動變阻器的中間位置時，則R2中＝R2＝×40Ω＝20Ω，

則總電阻R＝R1+R2中＝20Ω+20Ω＝40Ω，

所以，電路的電流I中＝＝＝0.3A，

電阻R1消耗的電功率P1＝I中2R1＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W。

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是明白滑片移動過程中電路的變化情況和根據圖象得出相關的信息。

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知識點：電功率

題型：計算題