Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓U保持不變，R₁、R₂為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器．閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑到最左端的過(guò)程中，電壓表V₁、V₂的示數(shù)隨電流表的示數(shù)變化分別如圖乙中的圖線(xiàn)①②所示．求：
（1）R₁的阻值為10Ω．
（2）電源電壓U為6V．
（3）R₂的阻值為5Ω．

Answer 1

分析 當(dāng)滑片位于左端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)圖象得出R₁兩端的電壓和通過(guò)的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)表示出電源的電壓；當(dāng)滑片位于右端時(shí)，R₁、R、R₂串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出對(duì)應(yīng)的電流，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)表示出電源的電壓，聯(lián)立等式求出電源的電壓和R₂的阻值；根據(jù)P=UI求出此過(guò)程中電路消耗總功率的變化．

解答 解：當(dāng)滑片位于左端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，
由乙圖象可知：R₁兩端的電壓U₁=4V，通過(guò)的電流I₁=0.4A，
則R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
電源的電壓U=U₁+I₁R₂=4V+0.4A×R₂--------①
當(dāng)滑片位于右端時(shí)，R₁、R、R₂串聯(lián)，
由（b）圖可知，I₂=0.2A，R兩端的電壓U_R=3V，U₁′=2V，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω，
電源的電壓U=U_R+U₁′+I₂R₂=3V+2V+0.2A×R₂--------②
由①②兩式可得：U=6V，R₂=5Ω．
故答案為：（1）10；（2）6；（3）5．

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，由電路圖判斷各電壓表所測(cè)電路原件是關(guān)鍵，根據(jù)滑片的移動(dòng)判斷電阻的U-I圖象是本題的難點(diǎn)．