Question

1．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，R₁是定值電阻，R₂是滑動變阻器．閉合開關(guān)，將滑動變阻器滑片在某兩點之間滑動的過程中，電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙實線部分所示，請讀圖回答問題：

（1）定值電阻R₁的阻值是5歐；
（2）實驗過程中，電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)突然變?yōu)槿鐖D乙中的M點，則電路中的故障可能是滑動變阻器R₂開路．

Answer 1

分析 電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當R₂接入電路中的電阻最大時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓；當R₂接入電路中的電阻為零時，電路中的電流最大，根據(jù)圖象讀出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓，根據(jù)電源的電壓不變得出等式即可求出R₁的阻值；
（2）電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)突然變?yōu)槿鐖D乙中的M點，根據(jù)M點的坐標可知時電流為零，電壓表示數(shù)為最大時的狀態(tài)，據(jù)此即可判斷；

解答 解：
由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當R₂接入電路中的電阻最大時，電流最小，由圖象可知I_小=0.4A，U₂=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=I_小R₁+U₂=0.4A×R₁+4V-------①
當R₂接入電路中的電阻為零時，電路為R₁的簡單電路，此時電路中的電流最大，
由圖象可知，電路中的最大電流I_大=1.2A，
則電源的電壓：
U=I_大R₁=1.2A×R₁---------②
因電源的電壓不變，
所以，1.2A×R₁=0.4A×R₁+4V，
解得：R₁=5Ω；
（2）電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)突然變?yōu)槿鐖D乙中的M點，根據(jù)M點的坐標可知時電流為零，電壓表示數(shù)為最大，說明電壓表測量電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)開路，即電路中的故障可能是滑動變阻器R₂開路．
故答案為：（1）5；（2）滑動變阻器R₂開路．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，根據(jù)圖象讀出有用的信息并利用好電源的電壓是關(guān)鍵．