Question

某同学在做电学实验时，组装了如图1所示的电路，定值电阻的阻值为R0．闭合开关，在滑动变阻器滑片P从A端

某同学在做电学实验时，组装了如图1所示的电路，定值电阻的阻值为R0．闭合开关，在滑动变阻器滑片P从A端移到B端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律如图2所示．其中图2甲是表示电压表与电流表的关系图线，图2乙是表示滑动变阻器消耗的电能占电路消耗总电能的百分比与变阻器接入电路电阻的关系图线．求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器接入电路的最大电阻值；（3）图2甲中经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示什么物理量？大小是多少？

Answer 1

（1）根据图U-I图象可知，当电压表示数为零时，电流表示数为I₀，此时的电路为R₀的基本电路，因此电源电压：U=I₀R₀；
（2）根据图2乙可知，滑动变阻器消耗的电能占电路消耗总电能的百分比为60%；则有
P_R=60%P_总
由P=I²R可得，I²R=0.6I²（R+R₀）
化解后可得，R=1.5R₀；
（3）经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示将滑动变阻器最大阻值接入电路时消耗的电功率；
P_R=I²R=（

I0R0

R+R0

）²R=（

I0R0

1.5R0+R0

）²×1.5R₀=0.24I

2 0

R₀．
答：（1）电源电压I₀R₀；
（2）滑动变阻器接入电路的最大电阻值1.5R₀；
（3）图2甲中经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示将滑动变阻器最大阻值接入电路时消耗的电功率；大小是0.24I

2 0

R₀．