Question

4．如圖甲所示的電路中，R₂為滑動(dòng)變阻器，R₁、R₃為定值電阻，電源兩端電壓保持恒定不變．改變滑片P的位置，兩電壓表的示數(shù)為電流表的示數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖象分別表示在圖乙所示的坐標(biāo)系中．則：

（1）當(dāng)滑片移至a端時(shí)，對(duì)應(yīng)的是圖乙中的B點(diǎn)．
（2）當(dāng)滑片移至b端時(shí)，電路中的電流為1A；電壓表V₁的示數(shù)為1V；
（3）R₁的阻值為多少？
（4）電源的電壓為多少？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)滑片移至a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0，電路中的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流最大，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（2）當(dāng)滑片移至b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，R₁兩端的電壓最小，據(jù)此判斷R₁的I-U圖象，并讀出對(duì)應(yīng)的電壓和電流；
（3）根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；
（4）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律分別表示出滑片位于a端、b端電源的電壓，聯(lián)立等式即可求出電源的電壓．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片移至a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0，電路中的總電阻最小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流最大，
由圖象可知，對(duì)應(yīng)的是圖乙中的B點(diǎn)；
（2）當(dāng)滑片移至b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，R₁兩端的電壓最小，
由圖象可知，圖象中AB是R₁的I-U圖象，此時(shí)電路中的電流為1A，電壓表V₁的示數(shù)為1V；
（3）R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{1V}{1A}$=1Ω；
（4）由圖象可知，滑片位于a端時(shí)，V₂的示數(shù)為3V，電路中的電流I′=3A，
滑片位于b端時(shí)，V₂′的示數(shù)為9V，電路中的電流I=1A，
因串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，且電源的電壓不變，
所以，U=U_V2+I′R₃=U_V2′+IR₃，
即3V+3A×R₃=9V+1A×R₃，
解得：R₃=3Ω，
電源的電壓U=U_V2+I′R₃=3V+3A×3Ω=12V．
答：（1）B；
（2）1；1；
（3）R₁的阻值為1Ω；
（4）電源的電壓為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，關(guān)鍵是判斷出滑片位于兩端時(shí)對(duì)應(yīng)的電表示數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)學(xué)生的讀圖能力要求較高．