如图所示电路,电源电压U0不变,初始时滑动变阻器的滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后滑片P向左滑过

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  • 解题思路:(1)从图象上可以看出断点的位置和电源电压的大小.

    (2)从图象上可看出,当电流表读数为I1=0.15A时,电压表读数为U1=1.35V,电压表测量滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器与电阻串联,根据串联电路电压的规律求出电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电阻R的大小;

    由图象知,当x=10cm时,电压表显示的滑动变阻器两端电压,已知电源电压和滑动变阻器两端电压,可以得到定值电阻R两端电压;已知定值电阻两端电压、通过的电流和通电时间,利用公式Q=W=UIt得到产生的热量;

    (3)先计算x=5cm时和x=10cm时滑动变阻器接入电路的电阻,进而求出滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量,从而求出该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化,最后求出滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值.

    (1)根据图象可知:断点位置在x=5cm处,电源电压U0等于1.50V.

    故答案为:5;1.50.

    (2)当电流表读数为I1=0.15A时,电压表读数为U1=1.35V

    则:U1=U0-I1R得

    R=

    U0−U1

    I1=[1.5V−1.35V/0.15A]=1Ω.

    当x=10cm时,滑动变阻器两端的电压为1.2V,对应电流表读数为I2=0.30A,

    定值电阻两端电压为UR=U-U′=1.5V-1.2V=0.3V;

    10s内R电阻产生的热量为Q=UIt=0.3V×0.3A×10s=0.9J;

    答:电阻R的阻值为1Ω;10s电阻R产生的热量是0.9J.

    (3)当x=5cm时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为R1,R1=

    U1

    I1=[1.35V/0.15A]=9Ω,

    R2=

    U2

    I2=[1.2V/0.3A]=4Ω,

    故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是△R=R1-R2=9Ω-4Ω=5Ω,

    所以从断点处滑片P向左滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω.

    该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω.

    答:该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为1Ω,该滑动变阻器没有断路时的总电阻值是14Ω.

    点评:

    本题考点: 焦耳定律的计算公式及其应用;欧姆定律的应用.

    考点点评: 本题考查电阻的大小、电热的计算和滑动变阻器电阻的改变量以及最大值,难点是求滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化量,重点是分析图象,从图象上得到有用的数据,还要记住串联电路电流和电压的规律.