Question

14．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，電路中某個(gè)元件的“I-U”關(guān)系圖線如圖乙所示．求：

（1）電源電壓；
（2）定值電阻R₁的阻值；
（3）滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍；
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由電路圖知：定值電阻R₁與滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，由U-I圖象可知，隨電阻兩端的電壓增大，電路電流的增大，結(jié)合電路圖可知，圖示U-I圖象是電阻R₁的U-I圖象；
（2）由U-I圖象找出對(duì)應(yīng)的兩組U與I值，根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路的特點(diǎn)列方程，可求出電源電壓、定值電阻R₁阻值、滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值；
（3）由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律可求出滑動(dòng)變阻器滑片在移動(dòng)時(shí)的通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流和兩端的電壓；
（4）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)電流表的示數(shù)．

解答 解：（1）由圖象可知，電壓和電流值沒有為零的坐標(biāo)，故乙圖為R₁的“I-U”圖象，
當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，R₁兩端的電壓即為電源的電壓U=6V；
（2）當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，U₁=6V，I₁=0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（3）由圖可知，當(dāng)滑片在最右端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，I₂=0.2A，
R_總=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂=R_總-R₁=30Ω-10Ω=20Ω，
滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)：
I₃=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{20Ω}{2}}$=0.3A．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）定值電阻R₁的阻值為10Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查滑動(dòng)變阻器的電流和電壓的規(guī)律以及滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，難點(diǎn)是根據(jù)圖象結(jié)合電路圖得出U-I圖象表示的對(duì)象并能正確的分析圖象．