Question

如图甲所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1 和R2中的某个电

如图甲所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1 和R2中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示．求：（1）定值电阻R1的阻值；（2）滑动变阻器的滑片在中点时整个电路消耗的电功率；（3）在图乙中，作出另一个电阻的“I-U”关系图线．

Answer 1

解答：解：（1）由电路图可知，两电阻串联，滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器两端电压越大，电路电流越小，即滑动变阻器两端电压随电流的增大而减小；由U=IR可知，定值电阻两端电压随电流的增大而增大，由图乙所示图象可知，电阻两端电压随电流的增大而增大，因此乙图所示图象为R₁的“I-U”图象；
∵I=

U

R

，∴由图乙所示图象可知，电阻R₁的阻值：R₁=

U1

I1

=

6V

0.6A

=10Ω．
（2）由电路图可知，滑片在最左端时，电阻R₁接在电源两端，电阻R₁两端电压为电源电压，
由图乙所示图象可知，当滑片P在最左端时，电源电压U_电源=U_R1=6V．
由图甲所示电路图可知，当滑片在最右端时，R₁与R₂串联，此时电阻R₁两端电压最小，由图乙所示图象可知，此时电路电流I=0.2A，∵I=

U

R

，∴R_总=

U

I

=

6V

0.2A

=30Ω，滑动变阻器最大阻值R₂=R_总-R₁=30Ω-10Ω=20Ω．
滑动变阻器的滑片在中点时的电路电流I′=

U

R1+ R2 2

=

6V

10Ω+ 20Ω 2

=0.3A，
此时整个电路消耗的电功率：P=UI′=6V×0.3A=1.8W．
（3）当滑片P在最右端时，R₁和R₂串联连入电路，电流为I=0.2A，U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
当滑片P在最左端时，R₂未连入电路，电流为I₂=0.6A，电压U为零；
所以R₂的I-U图象为一条倾斜的线段，两端点坐标为（4，0.2）和（0，0.6），图象如图所示；
答：（1）定值电阻R₁的阻值为10Ω；
（2）滑动变阻器的滑片在中点时整个电路消耗的电功率为1.8W；
（3）另一个电阻的“I-U”关系图线如图（红线）所示．