Question

4．如圖甲所示，電源電壓為U保持不變，R₀為定值電阻．閉合開關(guān)，電流表A的示數(shù)為I，電壓表V₁的示數(shù)U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器得到在不同電流下的U₁-I圖線和U₂-I圖線，如圖乙所示．

（1）隨著電路中電流的增大，電壓表V₁的示數(shù)U₁減�。ㄟx填“減小”或“增大”）．
（2）請(qǐng)根據(jù)圖象求電源電壓U是4.5V，定值電阻R₀的阻值是1Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器、R₀串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)變阻器和燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律可知當(dāng)電路中的電流增大時(shí)R₀兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表V₁的示數(shù)變化；
（2）分析出當(dāng)電流表示數(shù)為為零時(shí)，可能電路發(fā)生斷路，根據(jù)電壓表的示數(shù)得出電源電壓．根據(jù)圖象中兩個(gè)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)列車關(guān)系式求出R₀的值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器、R₀串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)變阻器和燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由U=IR可知，當(dāng)電路中的電流增大時(shí)，R₀兩端的電壓增大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器和燈泡兩端的電壓之和減小，即電壓表V₁的示數(shù)U₁減��；
（2）由圖象可知，當(dāng)電路中的電流為零時(shí)，說明電路發(fā)生了斷路，由U₁的示數(shù)可得與電壓表V₁并聯(lián)的電路某處斷路，此時(shí)U₁等于電源電壓，
所以電壓電壓U=4.5V；
由圖象知，當(dāng)U₁=2.5V時(shí)，電路中的電流I=2.0A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的電阻：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2.0V}{2.0A}$=1Ω．
故答案為：（1）減��；（2）4.5；1．

點(diǎn)評(píng) 本題通過圖象和動(dòng)態(tài)電路考查了學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路電壓、電流關(guān)系及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵能根據(jù)滑動(dòng)變阻器阻值的變化判斷出兩電壓表示數(shù)的變化，并能結(jié)合圖象分析出所需的數(shù)值，難度較大．