解题思路:(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;由图乙可知当x<5cm时电压表测电源的电压,并读出电流表开始有读数时滑片P移动的距离x的值;根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,再根据欧姆定律求出电阻R的阻值.
(2)滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路为R的简单电路,根据P=
U
2
R
求出此时电路消耗的总功率.
(3)由图乙和图丙分别读出当x=5cm和x=10cm时滑动变阻器两端的电压、电流,根据欧姆定律求出接入电路的电阻,进一步得出滑片P每滑动1cm的阻值变化;先根据题意求出该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总阻值,当滑动变阻器的最大阻值与R串联时电路中的电流最小,利用电阻的串联和欧姆定律求出电路中最小电流.
(1)由图乙可知,当x<5cm时,电压表示数保持1.5V不变,
则断点处离变阻器最右端5cm,电源电压为1.5V;
由乙、丙图可知,电压表示数为1.35V时,电流表示数为0.15A,
电阻R=
UR
I=
1.5V−1.35V
0.15A=1Ω.
(2)开关闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时变阻器阻值为0Ω,
电路总功率P总=
U2
R=
(1.5V)2
1Ω=2.25W.
(3)当x=5cm时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为R1,则
R1=
U1
I1=[1.35V/0.15A]=9Ω;
当x=10cm时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为R2,则
R2=
U2
I2=[1.2V/0.3A]=4Ω;
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总=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω.
电路中最小电流I小=[U
R变大+R=
1.5V/14Ω+1Ω]=0.1A.
答:(1)电源电压为1.5V,电阻R的阻值为1Ω;
(2)滑动变阻器的滑片P在最左端时,电路消耗的总功率为2.25W;
(3)该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为1Ω,若该滑动变阻器电阻丝没有断路时电路中最小电流是0.1A.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;滑动变阻器的使用;电功率的计算.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是会分析图象得出x=5cm和x=10cm时滑动变阻器两端的电压和电流.