Question

11．甲圖是某校物理社團為檢測一傳感器設計的電路圖，傳感器可看著一個定值電阻，其阻值為3Ω，電源電壓保持不變．閉合開關前，滑動變阻器R₀的滑片P在最左端；閉合開關后，由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路．滑片P向右滑過一段距離后電流表才有示數，電壓表示數U₀與滑片P到最左端的距離x的關系如圖乙所示．求：

（1）電源電壓多大？電路剛接通時，滑動變阻器的滑片P向右滑動的距離是多少？
（2）滑片P向右滑動4cm時，傳感器恰好正常工作，傳感器的額定功率是多少？

Answer 1

分析 （1）從圖象上可以看出斷點的位置和電源電壓的大�。�
（2）當滑片P向右滑動4cm時，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，從圖象上可看出此時電壓表示數，由于滑動變阻器與電阻串聯，根據串聯電路電壓的規(guī)律求出傳感器兩端的電壓，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出額定功率．

解答 解：
（1）由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，電壓表測量電源電壓．
根據圖象可知：電源電壓U=4.5V，斷點位置在x=3cm處，即滑動變阻器的滑片P向右滑動的距離是3cm；
（2）當滑片P向右滑動4cm時，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，從圖象上可看出此時電壓表示數為3V，滑動變阻器與電阻串聯，由串聯電路中總電壓等于各分電壓之和可知：
傳感器兩端的電壓U_傳感器=U-U₀=4.5V-3V=1.5V，
由傳感器恰好正常工作，則傳感器的額定功率P_額=P_傳感器=$\frac{{{U}_{傳感器}}^{2}}{{R}_{傳感器}}$=$\frac{（{1.5V）}^{2}}{3Ω}$=0.75W．
答：（1）電源電壓為4.5V；電路剛接通時，滑動變阻器的滑片P向右滑動的距離是3cm；
（2）滑片P向右滑動4cm時，傳感器恰好正常工作，傳感器的額定功率是0.75W．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的運用，關鍵是會分析圖象得出有用的信息．