如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为______V,R2的最大阻值为______Ω.此电路中R1消耗的最小功率为______W.

问题描述:

如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为______V,R2的最大阻值为______Ω.此电路中R1消耗的最小功率为______W.

由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=I1R1=0.6A×R1
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2A,U2=2V,
滑动变阻器的最大阻值:
R2=

U2
I2
=
2V
0.2A
=10Ω,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压:
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
∵电源的电压不变,
∴0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V.
当电路中电流最小时,R1消耗的功率最小,即P最小=I
 
2
2
R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W.
故答案为:3;10;0.2.
答案解析:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可得出答案;最后根据P=I2R即可求出R1消耗的最小功率.
考试点:欧姆定律的应用;电功率的计算.

知识点:本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及功率计算公式的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大.