Question

13．如圖甲所示，電源電壓為U保持不變，R₀為定值電阻．閉合開關(guān)，電流表A的示數(shù)為I，電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器得到在不同電流下的U₁-I圖線和U₂-I圖線，如圖乙所示．則下列判斷中正確的是（　　）

• A． 當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)U₁增大，電壓表V₂的示數(shù)U₂減小
• B． 圖中，AQ表示U₁-I圖線，OQ表示U₂-I圖線
• C． 在U-I坐標(biāo)中兩條圖線在Q點(diǎn)相交，此狀態(tài)滑動(dòng)變阻器連人電路的阻值是0Ω
• D． 電源電壓U=4.5V，定值電阻R₀的阻值1.25Ω

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₀、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)滑動(dòng)變阻器與燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和定值電阻R₀兩端的電壓、燈泡兩端的電壓的變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器與燈泡兩端的電壓之和變化，進(jìn)一步分析電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系得出對(duì)于的圖象；
（2）根據(jù)電壓與電流的關(guān)系，判斷出對(duì)應(yīng)的圖象，理解兩圖線相交的含義即具有相同的電流和電壓；
（3）分析出當(dāng)電流表示數(shù)為為零時(shí)，可能電路發(fā)生斷路，根據(jù)電壓表的示數(shù)得出電源電壓．根據(jù)圖象中兩個(gè)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)列車關(guān)系式求出R₀的值．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₀、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)滑動(dòng)變阻器與燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，
由U=IR可知，定值電阻R₀兩端的電壓變大，燈泡兩端的電壓變大即電壓表V₂的示數(shù)U₂增大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器與燈泡兩端的電壓之和變小，即電壓表V₁的示數(shù)U₁減小，故A錯(cuò)誤；
綜上可知，電流表示數(shù)I增大時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)U₁減小、電壓表V₂的示數(shù)U₂增大，則AQ表示U₁-I圖線，OQ表示U₂-I圖線，故B正確；
（2）由圖象知，Q點(diǎn)處說明U₁和U₂相等，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為零，電阻為零，故C正確；
（3）當(dāng)電流為零時(shí)，說明電路發(fā)生了斷路，由U₁的示數(shù)可得與電壓表V₁并聯(lián)的電路某處斷路，此時(shí)U₁等于電源電壓，所以電源電壓U=4.5V；
由圖象知，當(dāng)U₁=2.5V時(shí)，電路中的電流I=2.0A，則R₀兩端的電壓U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V，R₀的電阻R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{2A}$=1Ω，故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題通過圖象和動(dòng)態(tài)電路考查了學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路電壓、電流關(guān)系及歐姆定律的應(yīng)用，解決此題關(guān)鍵能根據(jù)滑動(dòng)變阻器阻值的變化判斷出兩電壓表示數(shù)的變化，并能結(jié)合圖象分析出所需的數(shù)值，難度較大．