Question

3．如圖甲所示電路，電源電壓不變，R₁為定值電阻．閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P從a向b移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)變化情況如乙圖所示，則電源電壓為6V．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，兩電表的示數(shù)對(duì)應(yīng)于乙圖中的B點(diǎn)（選填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)滑片在a、b兩點(diǎn)時(shí)電路的連接情況，由電源電壓保持不變的特點(diǎn)，利用歐姆定律列出關(guān)于電壓的等式，即可求出電源電壓和R₁的阻值；
（2）由圖可知滑動(dòng)變阻器R₂兩端的電壓和通過的電流值，根據(jù)歐姆定律求出R₂，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，連入電路的阻值為$\frac{1}{2}$R₂，如何根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出串聯(lián)電路的電流，由圖象可知對(duì)應(yīng)的點(diǎn)．

解答 解：
（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片P在a端時(shí)滑動(dòng)變阻器全部接入，R₁與R₂串聯(lián)，即電路中電流最小時(shí)，則由圖象可知此時(shí)電路中的電流I_a=0.2A，R₂兩端的電壓U₂=4V，
由歐姆定律得：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{a}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得：
電源電壓U=I_aR₁+U₂，
即：U=0.2A×R₁+4V…①
當(dāng)滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器沒有連入電路，電壓表示數(shù)為零，由圖象可知這時(shí)電路中電流為I_b=0.6A，電源電壓加在R₁上，則U=I_bR₁；
即：U=0.6A×R₁ …②
解①②得：R₁=10Ω，U=6V；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，則滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為R₂′=$\frac{1}{2}$R₂=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
所以總阻值：R′=R₁+R₂′=10Ω+10Ω=20Ω，
則電流表的示數(shù)為：I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A．
由圖象可知：電流表示數(shù)為0.3A時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是B．
故答案為：6；B．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是歐姆定律及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是明確滑片移動(dòng)過程中電路的變化情況，本題重點(diǎn)考查了應(yīng)用圖象解決問題，這是以后學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．