Question

某小組用如圖所示的電路圖來探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片p從b端移至a端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如下圖所示，有圖象可得，定值電阻R₁的阻值是________Ω．實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5V不變，當(dāng)滑片P位于b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率是________W，此時(shí)，電阻R₁在100秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為________J．

Answer 1

5    0.8    20
分析：（1）根據(jù)圖象中的任何一組數(shù)據(jù)，都能求出R₁的電阻值．
（2）串聯(lián)電路的電阻起分擔(dān)電壓的作用，電阻越大分擔(dān)的電壓越大，當(dāng)滑片P位于b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入，分擔(dān)的電壓最大，定值電阻分擔(dān)的電壓最小為1V．由電源電壓和R₁的電壓，求出滑動(dòng)變阻器的電壓，又能在圖象中找到此時(shí)的電流是0.1A，即可求出功率．
（3）當(dāng)滑片P位于b端時(shí)，知道R₁的電壓、電流和通電時(shí)間，可以求出產(chǎn)生的電熱．
解答：（1）當(dāng)P在a端時(shí)R₂=0Ω，此時(shí)電阻R₁兩端的電壓等于電源電壓U=5V，由圖象可以知道此時(shí)的電流為I=1A，
所以R₁的阻值為：R₁===5Ω；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端時(shí)，U₂=U_總-U₁=5V-1V=4V，
由圖象知，當(dāng)?shù)碾妷菏?V時(shí)，電流為0.2A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等，
∴I₂=I₁=0.1A，
∴滑動(dòng)變阻器消耗的功率：P₂=U₂I₂=4V×0.2A=0.8W．
（3）此時(shí)，電阻R₁在100秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q₁=W₁=U₁It=1V×0.2A×100s=20J．
故答案為：5；0.8；20．
點(diǎn)評(píng)：根據(jù)圖象能搜尋有用數(shù)據(jù)，運(yùn)用公式R=解決問題．知道其中任何兩個(gè)量，會(huì)求出第三個(gè)量；掌握串聯(lián)電路的電流和電壓特點(diǎn)．
在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，根據(jù)Q=W=UIt計(jì)算電熱．在非純電阻電路中，電能大于內(nèi)能，注意區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路．