Question

5．如圖1所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中，兩個電阻的U-I關(guān)系圖象如圖2所示．則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 圖線甲是電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象
• B． 電源電壓為9V
• C． 滑動變阻器R₂的最大阻值為20Ω
• D． R₁的阻值是10Ω

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電阻R₁與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測定值電阻R₁的電壓，電壓表V₂測滑動變阻器兩端的電壓；R₁為定值電阻，根據(jù)歐姆定律可知，通過R₁的電流與它兩端的電壓成正比，其U-I圖線為延長線過原點(diǎn)的傾斜直線；據(jù)此判斷哪個圖線是電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象，也可得到電阻R₂的“U-I”關(guān)系圖象；
（2）由圖象找出電流為某一值時兩個電壓表的示數(shù)，然后由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源電壓；
（3）當(dāng)電路電流最小時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，由圖象找出最小電流和此時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；
（4）從電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象中任意找出一組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律計算R₁的阻值．

解答 解：由電路圖可知，電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，電壓表V₁測定值電阻R₁的電壓，電壓表V₂測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
A、R₁為定值電阻，根據(jù)歐姆定律可知，通過R₁的電流與它兩端的電壓成正比，其U-I圖線為延長線過原點(diǎn)的傾斜直線；
由圖2可知，圖線乙中電流與電壓成正比，因此圖線乙是電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象，則圖線甲為滑動變阻器R₂的“U-I”關(guān)系圖象，故A錯誤；
B、由圖2可知，電流I=0.3A時，滑動變阻器電壓U_甲=9V，電阻R₁的電壓U_乙=3V，
所以，電源電壓U=U_甲+U_乙=9V+3V=12V．故B錯誤；
C、由圖2可知，電路中最小電流為I_最小=0.3A，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，此時滑動變阻器的電壓U_甲=9V，
則滑動變阻器最大阻值：R_滑大=$\frac{{U}_{甲}}{{I}_{最小}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω．故C錯誤；
D、圖線乙是電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象，當(dāng)U_乙=3V時，I_乙=0.3A，
所以R₁的電阻：R₁=$\frac{{U}_{乙}}{{I}_{乙}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是會看“U-I”關(guān)系圖象．