问题补充:
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B端移动到A端时,测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图b所示.求:
(1)电源的电压.
(2)变阻器的最大阻值.
(3)电压表V2示数的变化范围.
(4)请用电学公式结合控制变量法推理说明,滑片P向右滑动时,R1消耗功率会变小的原因.
答案:
解:(1)由图可知,当P在A端时电源电压加在R1上,
所以:U电源=12V;
(2)当P在A端时:
R1==8Ω;
当P在B端时:
R总==24Ω,
滑动变阻器的最大阻值为:R2=R总-Rl=24Ω-8Ω=16Ω;
(3)当P在A端时:V2的示数为OV,
当P在B端时:U2=U电源-UR1=12V-4V=8V;
所以电压表V2示数的变化范围为:0V~8V;
(4)∵R1与R2串联,
P1=I2R1=2R1=,
又∵U电源、R1保持不变;∴P1随R2的增大而减小.
∴当滑片P向右滑动时,R2的阻值变大,
∴P1变小.
答:(1)电源电压为12V; (2)滑动变阻器的最大阻值为16Ω;(3)电压表V2示数的变化范围为0~8V;
解析分析:(1)当滑片在A端时滑动变阻器R2被短路,此时电源电压只加在R1上,故电压表示数即为电源电压,故由右图可知电源电压;
(2)当滑片在B端时滑动变阻器全部接入,则此时由右图可知此时电路中的电流及R1两端的电压,则根据欧姆定律可求得R2的最大阻值;
(3)由图可知V2并联在滑动变阻器R2两端,当R2短路时电压最小;当R2全部接入时电压最大,根据串联电路的规律可求得V2的电压;
(4)由欧姆定律可表示出电路中电流与R2的关系,则由P=I2R1可得出R1消耗功率与电阻R2的关系,则根据R2的阻值变化可得出R1消耗的功率的变化.
点评:本题结合图象考查了欧姆定律及电功率的公式应用,属综合性较高的题目,难点在于图象的分析及第4问中功率的表达式的分析.
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B端移动到A端时 测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图b所示.求:(1)电