Question

11．某個(gè)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(jìn)線．現(xiàn)將該電源和定值電阻R₀及滑動(dòng)變阻器R₁組成圖甲所示的電路，不考慮電表對(duì)電路的影響．
（1）求電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，電壓表示數(shù)為7.5V，求電流表示數(shù)以及此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．
（3）如果滑動(dòng)變阻器的滑片從此時(shí)開始往左滑動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出兩電壓表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，結(jié)合圖象即求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解，即可明確電流和電阻；
（3）根據(jù)對(duì)應(yīng)的表達(dá)式進(jìn)行列式，從而得出對(duì)應(yīng)的圖象．

解答 解：（1）由乙圖可知，當(dāng)R→∞時(shí)，U=E，則得電源的電動(dòng)勢(shì)為：E=8V
而當(dāng)U=4V=$\frac{E}{2}$時(shí)，此時(shí)內(nèi)外電阻相等，則應(yīng)有：r=R=1Ω．
（2）電壓表V₂示數(shù)為電源的路端電壓，則此時(shí)U=7.5V，內(nèi)壓U_內(nèi)=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(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻R=$\frac{7.5}{0.5}$-3=12Ω
（3）根據(jù)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(duì)應(yīng)的圖象如圖所示；
答：（1）電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為8V和0.5Ω
（2）電流表示數(shù)0.5A；此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為12Ω
（3）兩電壓表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化曲線如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要理解圖象的物理意義，抓住R→∞時(shí)U=E，求得電動(dòng)勢(shì)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律以及圖象的性質(zhì)進(jìn)行分析即可求解，解題的關(guān)鍵在于正確理解圖象規(guī)律．