圖1是某同學探究電流與電壓關係的電路圖.開關S閉合後,將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端,電流表和電壓表的示數變化關係如
題目:
圖1是某同學探究電流與電壓關係的電路圖.開關S閉合後,將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端,電流表和電壓表的示數變化關係如圖2所示.求:
(1)定值電阻R0的阻值
(2)電源電壓3V保持不變,當滑片P位於a端時,滑動變阻器消耗的電功率.
解答:
(1)由圖2可知:當定值電阻R0兩端的電壓爲2.0V時,電流是0.4A,
定值電阻R0的阻值:
R0=
U0
I0=
2.0V
0.4A=5Ω;
(2)當滑片位於a端時,滑動變阻器連入的阻值最大,此時電路中的電流最小,定值電阻R0兩端的電壓也最小,
由圖2可知:當滑片位於a端時,定值電阻R0兩端的電壓爲0.5V,電路中的電流爲0.1A,
則滑動變阻器兩端的電壓:
UR=U-U0′=3V-0.5V=2.5V,
滑動變阻器消耗的電功率:
PR=URI′=2.5V×0.1A=0.25W.
答:(1)定值電阻R0的阻值爲5Ω;
(2)電源電壓3V保持不變,當滑片P位於a端時,滑動變阻器消耗的電功率爲0.25W.
試題解析:
(1)圖2中的圖象是定值電阻R0的電流-電壓圖象,可先從圖中找出一組對應的電流-電壓值,然後根據歐姆定律的變形公式R=
算出R0的阻值;U I
(2)根據電功率公式P=UI可知,要算當滑片P位於a端時,滑動變阻器消耗的電功率,就必須先得出滑片位於a端時,滑動變阻器兩端的電壓和通過它的電流.
當滑片位於a端時,滑動變阻器連入電路的阻值最大,此時電路中的電流最小,定值電阻R0兩端的電壓也最小,所以從圖2中,得出當滑片位於a端時,定值電阻R0兩端的電壓和電路中的電流,串聯電路的特點求滑動變阻器兩端的電壓,再利用電功率公式P=UI求滑動變阻器的電功率.
名師點評:
本題考點: 歐姆定律的應用;串聯電路的電流規律;串聯電路的電壓規律;滑動變阻器的使用;電功率的計算.
考點點評: 本題考查了學生對歐姆定律、串聯電路特點、電功率公式的掌握和運用,關鍵有二:一是公式的靈活運用,二是從I-U圖象得出相關信息.
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