Question

12．如圖所示，某同學(xué)用兩個(gè)滑動(dòng)變阻器研究分壓電路的特點(diǎn)．使用器材如下：兩個(gè)阻值分別為（0～10Ω）和（0～50Ω）的滑動(dòng)變阻器、電動(dòng)勢(shì)為3V的電源及電鍵、導(dǎo)線若干．閉合電鍵后，將電路圖甲中所示的電流標(biāo)記為I₁和I₂．

（1）根據(jù)電路圖甲，用筆代替導(dǎo)線補(bǔ)充畫完實(shí)物圖乙中缺少的導(dǎo)線．
（2）當(dāng)P_A保持在最右端時(shí)，將P_B從左端滑動(dòng)至右端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電流I₂相對(duì)變化更小，則說(shuō)明圖甲、乙中A電阻的阻值為0～50Ω（選填“0～10Ω”或“0～50Ω”）．
（3）某同學(xué)按如下操作：
①將P_A滑片調(diào)整到某位置，任意移動(dòng)P_B滑片；
②將P_B滑片調(diào)整到某位置，任意移動(dòng)P_A滑片．
得到兩條U-I₁的直線圖象如圖丙所示．根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知，電源內(nèi)阻為2Ω；當(dāng)電流I₁在圖中等于0.1A時(shí)，滑動(dòng)變阻器B消耗的電功率為0.6W．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理圖，根據(jù)實(shí)物圖的連接方法可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）分析電路結(jié)構(gòu)，明確兩滑動(dòng)變阻器的連接方法，從而根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象明確電阻的接入情況；
（3）根據(jù)兩滑動(dòng)變阻器的變化，明確對(duì)應(yīng)的圖象，再根據(jù)圖象規(guī)律結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得電源內(nèi)阻及B滑片不動(dòng)時(shí)B的右側(cè)接入電阻；再由功率公式可求得B滑動(dòng)變阻器的功率．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
（2）當(dāng)P_A保持在最右端時(shí)，A電阻接入最大電阻，總電阻與B電阻的右半部分并聯(lián)；因I₂變化較小，說(shuō)明B中電阻相對(duì)A中電阻較大，從而對(duì)電路的影響較小；故A為小電阻，B為大電阻；故答案為0～10Ω；
（3）由題意可知，當(dāng)保持P_A不動(dòng)時(shí)，電壓與電流I₁的伏安特性曲線為A的電阻；由圖可知，其阻值R_A=$\frac{1.2}{0.1}$=12Ω；
當(dāng)P_B不動(dòng)時(shí)，電壓與電流的關(guān)系是通過(guò)滑動(dòng)變阻器輸出電壓與電流之間的關(guān)系；輸出的最大電壓為1.5V；
即設(shè)B與A并聯(lián)電阻為R；則有：
1.5=$\frac{E}{10+r}×R$
且當(dāng)電壓為1.2V時(shí)，I₁=0.1A；
1.8=（0.1+$\frac{1.2}{R}$）（10-R+r）
聯(lián)立解得：r=2Ω；R=6Ω；
滑動(dòng)變阻器B右半部分電流I2=$\frac{1.2}{6}$=0.2A；
左側(cè)電流：I₂′=0.1+0.2=0.3A
故滑動(dòng)變阻器B消耗的功率P=I₂′²（10-R）+I₂²R=0.6W；

故答案為：（1）如圖所示；
（2）0～10Ω
（3）2   0.6

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，要注意正確分析實(shí)驗(yàn)原理，明確兩伏安特性曲線的性質(zhì)，結(jié)合串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求解．