問題詳情：
（2016•德州）在如圖*所示的電路中，R0爲定值電阻，R爲滑動變阻器，電源電壓不變，閉合開關S後，調節滑片P從a端移動到b端過程中，電流表示數I與電壓表示數U的變化關係如圖乙所示．
求：
（1）電路中電流最小時，1min內電流通過電阻R做的功；
（2）電源電壓和定值電阻R0；
（3）若電壓表量程爲0～15V，電流表量程爲0～3A，爲保*電錶正常工作，定值電阻R0消耗的功率範圍．
【回答】
【分析】由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由圖乙可知，電路中的最小電流和R兩端的電壓，根據W=UIt求出1min內電流透過電阻R做的功；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓；當滑動變阻器接入電路中的電阻爲零時，電路中的電流最大，根據圖象讀出電路中的電流，根據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R0的阻值，進一步求出電源的電壓；
（3）當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大，根據P=I2R求出R0消耗的最大功率，當電壓表的示數最大時電路中的電流最小，R0消耗的電功率最小，根據串聯電路的電壓特點求出R0兩端的電壓，根據P=
求出R0消耗的最小功率，然後求出定值電阻R0消耗的功率範圍．
【解答】解：由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.2A，R兩端的電壓UR=20V，
1min內電流透過電阻R做的功：
WR=URI小t=20V×0.2A×60s=240J；
（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=I小R0+UR=0.2A×R0+20V，
當滑動變阻器接入電路中的電阻爲零時，電路中的電流最大，
由圖象可知，電路中的最大電流I大=1.2A，
則電源的電壓：
U=I大R0=1.2A×R0，
因電源的電壓不變，
所以，0.2A×R0+20V=1.2A×R0，
解得：R0=20Ω，
電源的電壓U=I大R0=1.2A×24Ω=24V；
（3）當電路中的電流最大時定值電阻R0消耗的功率最大，則R0消耗的最大功率：
P0大=（I大）2R0=（1.2A）2×20Ω=28.8W，
當電壓表的示數最大時電路中的電流最小，R0消耗的電功率最小，
此時R0兩端的電壓：
U0小=U﹣UR大=24V﹣15V=9V，
R0消耗的最小功率：
P0小=
=
=4.05W，
定值電阻R0消耗的功率範圍爲4.05W～28.8W．
答：（1）電路中電流最小時，1min內電流透過電阻R做的功爲240J；
（2）電源電壓爲24V，定值電阻R0爲20Ω；
（3）定值電阻R0消耗的功率範圍爲4.05W～28.8W．
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，關鍵是從圖象中讀出有用的資訊．
知識點：電功率
題型：計算題
