Question

11．某個電源的路端電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律如圖乙所示，圖中U=8V的直線為圖線的漸進線．現將該電源和定值電阻R₀及滑動變阻器R₁組成圖甲所示的電路，不考慮電表對電路的影響．
（1）求電源電動勢和內阻．
（2）當電壓表示數為1.5V時，電壓表示數為7.5V，求電流表示數以及此時滑動變阻器接入電路的電阻．
（3）如果滑動變阻器的滑片從此時開始往左滑動，請在圖丙中作出兩電壓表的示數隨電流表示數的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）根據閉合電路歐姆定律進行分析，結合圖象即求得電動勢和內電阻；
（2）根據閉合電路歐姆定律列式求解，即可明確電流和電阻；
（3）根據對應的表達式進行列式，從而得出對應的圖象．

解答 解：（1）由乙圖可知，當R→∞時，U=E，則得電源的電動勢為：E=8V
而當U=4V=$\frac{E}{2}$時，此時內外電阻相等，則應有：r=R=1Ω．
（2）電壓表V₂示數為電源的路端電壓，則此時U=7.5V，內壓U_內=E-U=8-7.5=0.5V； 電流I=$\frac{0.5}{1}$=0.5A；
R₀=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{1.5}{0.5}$=3Ω；
此時滑動變阻器接入電阻R=$\frac{7.5}{0.5}$-3=12Ω
（3）根據閉合電路歐姆定律可知
U₂=E-Ir=8-0.5r；
R₁兩端的電壓U₁=IR₁=3I；
則對應的圖象如圖所示；
答：（1）電源電動勢和內阻分別為8V和0.5Ω
（2）電流表示數0.5A；此時滑動變阻器接入電路的電阻為12Ω
（3）兩電壓表的示數隨電流表示數的變化曲線如圖所示．

點評 本題關鍵要理解圖象的物理意義，抓住R→∞時U=E，求得電動勢，再根據閉合電路歐姆定律以及圖象的性質進行分析即可求解，解題的關鍵在于正確理解圖象規(guī)律．