如图甲所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示．已知定值电阻R0=20Ω．求：（1）

Question

如图甲所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示．已知定值电阻R₀=20Ω．求：
（1）电源电压U；
（2）图乙中坐标值I₁的值；
（3）当电流表示数I=0.4A时，R消耗的电功率．

Answer 1

由电路图可知，R₀与R串联，电流表测电路中的电流．
（1）当滑片位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I_大=0.6A，
由I=(U)/(R)可得，电源的电压：
U=I_大R₀=0.6A×20Ω=12V；
（2）当滑片位于下端时，接入电路中的电阻最大，
由图乙可知，变阻器的最大阻值R_大=40Ω，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的最小电流：
I_小=(U)/(R0+R)=(12V)/(20Ω+40Ω)=0.2A，
即图乙中坐标值I₁=I_小=0.2A；
（3）当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻：
R_总=(U)/(I)=(12V)/(0.4A)=30Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值：
R=R_总-R₀=30Ω-20Ω=10Ω．
R消耗的电功率P_R=I²R=（0.4A）²×10Ω=1.6W．
答：（1）电源电压U为12V；
（2）图乙中坐标值I₁的值为0.2A；
（3）当电流表示数I=0.4A时，R消耗的电功率为1.6W．