Question

11．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，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．移動滑動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．則下列判斷中錯誤的是（　　）

• A． 當滑片向右移動時，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坐標中兩條圖線在Q點相交，此狀態(tài)滑動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，燈泡與滑動變阻器、R₀串聯(lián)，電壓表V₁測變阻器和燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)滑片的移動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燈泡、R₀兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電壓表V₁的示數(shù)變化，根據(jù)兩電壓表隨電流表示數(shù)的變化判斷兩圖象的含義；
（2）根據(jù)電壓與電流的關系，判斷出對應的圖象，理解兩圖線相交的含義即具有相同的電流和電壓；
（3）分析出當電流表示數(shù)為為零時，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)圖象中兩個對應的點列車關系式求出R₀的值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器、R₀串聯(lián)，電壓表V₁測變阻器和燈泡兩端的電壓之和，電壓表V₂測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑片向右移動時，接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流增大，
由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變大，即電壓表V₂的示數(shù)U₂增大，
同理可知，R₀兩端的電壓增大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表V₁的示數(shù)等于電源的電壓減去R₀兩端的電壓，其示數(shù)減小，故A錯誤；
綜上可知，電流增大時，電壓表V₁的示數(shù)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點處說明U₁和U₂相等，則此時滑動變阻器 兩端的電壓為零，電阻為零，故C正確；
（3）由圖象可知，當電路中的電流為零時，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U₁等于電源電壓，
所以電壓電壓U=4.5V；
由圖象知，當U₁=2.5V時，電路中的電流I=2.0A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的電阻：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2.0V}{2.0A}$=1Ω，故D錯誤．
故選AD．

點評 本題通過圖象和動態(tài)電路考查了學生對串聯(lián)電路電壓、電流關系及歐姆定律的應用，關鍵能根據(jù)滑動變阻器阻值的變化判斷出兩電壓表示數(shù)的變化，并能結合圖象分析出所需的數(shù)值，難度較大．