Question

10．某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)閉合開關(guān)后，滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最右端時(shí)，得到表中實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器滑片P在某位置時(shí)，得到下表中實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)．求：

實(shí)驗(yàn)	電流表/A	V1/V	V2/V
1	0.4	4	8
2	0.8	8	4

（1）電源電壓．
（2）電阻R₁的值；
（3）滑動(dòng)變阻器在上述某位置時(shí)接入的電阻；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在電阻R₂的最左端時(shí)，電流表和電壓表V₂的讀數(shù)；
（5）滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（6）電壓表V₁的示數(shù)變化范圍．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表V₁測電阻R₁兩端電壓，電壓表V₂測電阻R₂兩端電壓，電流表測電路電流．
（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)結(jié)合其中一組數(shù)據(jù)得出電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律結(jié)合其中一組數(shù)據(jù)得出電阻R₁的值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器在上述某位置時(shí)接入的電阻；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在電阻R₂的最左端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，R₂被短路，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；
（5）滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)歐姆定律求出變阻器的最大阻值；
（6）滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最右端時(shí)電壓表V₁的示數(shù)最小，滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最左端時(shí)電壓表V₁的示數(shù)最大，據(jù)此求出電壓表V₁的示數(shù)變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表V₁測電阻R₁兩端電壓，電壓表V₂測電阻R₂兩端電壓，電流表測電路電流．
（1）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，由實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)可知，電源的電壓：
U=U₁+U₂=4V+8V=12V；
（2）由I=$\frac{U}{R}$結(jié)合實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)可知，電阻R₁的值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器在上述某位置時(shí)接入的電阻：
R₂=$\frac{{U}_{2}′}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.8A}$=5Ω；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在電阻R₂的最左端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，R₂被短路，
則電壓表V₂的讀數(shù)為0V，電流表的讀數(shù)I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A；
（5）滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_2大=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（6）滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最右端時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)4V最小，
滑片P在滑動(dòng)變阻器R₂的最左端時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)12V最大，
所以，電壓表V₁的示數(shù)變化范圍為4V～12V．
答：（1）電源電壓為12V；
（2）電阻R₁的值為10Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器在上述某位置時(shí)接入的電阻為5Ω；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在電阻R₂的最左端時(shí)，電流表和電壓表V₂的讀數(shù)依次為1.2A、0V；
（5）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω．
（6）電壓表V₁的示數(shù)變化范圍為4V～12V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．