Question

小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可得，定值电阻R1，的阻值是______Ω；实验时，电源电压保持5V不变．当滑片P位于a时，滑动变阻器消耗的电功率与R₁消耗的电功率之比为______．

Answer

根据图象中的任何一组数据，都能求出R1的电阻值．
串联电路的电阻起分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，当滑片P位于a端时，滑动变阻器全部接入，分担的电压最大，定值电阻分担的电压最小为1V．由电源电压和R1的电压，求出滑动变阻器的电压，又能在图象中找到此时的电流是0.1A，即可求出功率．
【解析】
当P在b端时R2=0Ω，从图形中可以定值电阻两端电压为5V，通过的电流为0.5A，则R1的阻值为R1===10Ω；
当滑动变阻器的滑片移到a端时，从图象上可以看出定值电阻两端电压为1V，则滑动变阻器两端电压为U′=U-U″=5V-1V=4V，
由图象知，当的电压是1V时，电流为0.1A，而串联电路的电流处处相等，因此滑动变阻器消耗的功率P′=U′I=4V×0.1A=0.4W；
定值电阻消耗的功率P″=U″I=1V×0.1A=0.1W．
故滑动变阻器消耗的电功率与R1消耗的电功率之比为0.4W：0.1W=4：1．
故答案为 10，4：1．