Question

7．如圖所示，電源電壓保持不變．閉合開(kāi)關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器R₀的滑片P在移運(yùn)過(guò)程中，電壓表的示數(shù)變化為4～0V，電流表的示數(shù)變化為0.5～1A．求：
（1）實(shí)驗(yàn)中變阻器滑片是向左（左/右）運(yùn)動(dòng)的．
（2）R的阻值；
（3）R₀的最大阻值；
（4）電源電壓．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由題意可知，電路中電流的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中總電阻的變化，進(jìn)一步判斷滑片移動(dòng)的方向；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為R簡(jiǎn)單的電路，電壓表的示數(shù)為0V，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，電路中的電流最小，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出R的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由題意可知，電流表的示數(shù)變化為0.5～1A，即電路中的電流變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的總電阻變小，即變阻器接入電路中的電阻變小，故滑片向左移動(dòng)；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，電路中的最大電流為1A，
則電源的電壓：
U=I_大R=1A×R，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大U₀=4V，電路中的電流最小I_小=0.5A，
R₀的最大阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I_小（R+R₀）=0.5A×（R+8Ω），
因電源的電壓不變，
所以，1A×R=0.5A×（R+8Ω），
解得：R=8Ω，
電源的電壓U=I_大R=1A×8Ω=8V．
答：（1）左；
（2）R的阻值為8Ω；
（3）R₀的最大阻值為8Ω；
（4）電源電壓為8V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用以及電路的動(dòng)態(tài)分析，判斷出電表對(duì)應(yīng)的示數(shù)關(guān)系是關(guān)鍵．