Question

如图甲所示，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，测得电路中某个元件的

如图甲所示，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，测得电路中某个元件的“I-U”关系图线如图乙所示．（1）求电源电压和定值电阻R1的阻值；（2）请在图乙中画出另一个元件的“I-U”关系图线；（3）当滑动变阻器R2的滑片位于中点时，变阻器的电功率是多大？

Answer 1

（1）由图象可知，电压和电流值没有为零的坐标，故乙图为R₁的“I-U”图象，
∴当滑片P在最左端时，R₁两端的电压即为电源的电压U=U₁=6V，I₁=0.6A；
∴由欧姆定律得：R₁=

U1

I1

=

6V

0.6A

=10Ω．
（2）另一个元件是滑动变阻器R₂，
则由乙图可知：当滑片在最左端时，R₂为0，I₁=0.6A；U₂=0V；
当滑片在最右端时，R₁与R₂串联，I₂=0.2A，U₁′=2V，
则U₂′=U-U₁′=6V-2V=4V；
故“I-U”关系图线如下：

（3）由图可知，当滑片在最右端时，R₁与R₂串联，I₂=0.2A，
R_总=

U

I2

=

6V

0.2A

=30Ω，
∴R₂=R_总-R₁=30Ω-10Ω=20Ω．
∴当滑动变阻器R₂的滑片位于中点时，R₂′=

1

2

R₂=

1

2

×20Ω=10Ω．
则电路中电流为I″=

U

R1+R2′

=

6V

10Ω+10Ω

=0.3A，
由P=I²R得：变阻器的电功率P″=I″²R₂′=（0.3A）²×10Ω=0.9W．
答：（1）电源电压为6V．定值电阻R₁的阻值为10Ω；
（2）“I-U”关系图线如上图；
（3）当滑动变阻器R₂的滑片位于中点时，变阻器的电功率是0.9W．