Question

11．如圖甲所示，電源電壓恒定不變，滑動(dòng)變阻器R₂最大阻值是20Ω．閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器的I-R圖象如圖乙所示，當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，R₁消耗的電功率為0.4W，整個(gè)電路工作10min共消耗的總電能是720J．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．當(dāng)滑片P滑至最左端時(shí)接入電路中的電阻為零，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，由圖象可知電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，變阻器接入電路中的電阻最大，由圖象可知電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出R₁的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓，利用P=I²R求出R₁消耗的電功率，根據(jù)W=UIt求出整個(gè)電路工作10min共消耗的總電能．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流．
當(dāng)滑片P滑至最左端時(shí)接入電路中的電阻為零，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，
由圖象可知，電路中電流I=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=IR₁=0.6A×R₁------①
當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，R₂=20Ω，由圖象可知電路中電流I′=0.2A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I′（R₁+R₂）=0.2A×（R₁+20Ω）-------②
因電源的電壓不變，
所以，0.6A×R₁=0.2A×（R₁+20Ω），
解得：R₁=10Ω，
電源的電壓U=IR₁=0.6A×10Ω=6V，
R₁消耗的電功率：
P₁=（I′）²R₁=（0.2A）²×10Ω=0.4W，
整個(gè)電路工作10min共消耗的總電能：
W=UI′t=6V×0.2A×10×60s=720J．
故答案為：0.4；720．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息以及利用好電源的電壓不變是關(guān)鍵．