Question

18．如圖甲所示，電源兩端電壓不變．科技小組的同學把定值電阻R₀與滑動變阻器R組成串聯(lián)電路，開關S閉合后，把滑動變阻器的滑片P從a端移至b端．同學測得通過R₀的電流I和其兩端電壓U的數(shù)值，并繪制成如圖乙所示的圖象．求：
（1）定值電阻R₀的阻值；
（2）滑動變阻器R的最大阻值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑片位于b端時，電路為R₀的簡單電路，電路中的電流最大，電壓表測電源的電壓，由圖象可知電源的電壓和電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₀的阻值；
（2）當滑片位于a端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出電表的示數(shù)，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器R的最大阻值．

解答 解：由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑片位于b端時，電路為R₀的簡單電路，電路中的電流最大，電壓表測電源的電壓，
由圖象可知，電源的電壓U=3V，電路中的最大電流I=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
（2）當滑片位于a端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
由圖象可知，R₀兩端的電壓U₀=0.5V，電路中的電流I′=0.1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：
U_R=U-U₀=3V-0.5V=2.5V，
滑動變阻器R的最大阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω．
答：（1）定值電阻R₀的阻值為5Ω；
（2）滑動變阻器R的最大阻值為25Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是根據(jù)圖象讀出滑片位于a端和b端時電表對應的示數(shù)．