Question

12．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，兩個(gè)電阻的“U-I”關(guān)系圖象如圖乙所示．
（1）電源電壓為6 V．
（2）定值電阻R₁的阻值為10Ω．
（3）滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω．
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端的電壓，V₂測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)電壓變化的范圍進(jìn)行判斷即定值電阻兩端電壓不會(huì)等于零，據(jù)此判斷兩個(gè)電阻的“U-I”關(guān)系圖象，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出電路中的最小電流和兩電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，進(jìn)一步可知滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍；
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流．

解答 解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，R₁兩端的電壓最大，R₂兩端的電壓為0，
由圖象可知，甲為滑動(dòng)變阻器R₂的U-I關(guān)系圖象，乙為電阻R₁的U-I圖象，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
由U-I圖象可知，電路中的最小電流I=0.2A，R₁兩端的電壓U₁=2V，R₂兩端的電壓U₂=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓：
U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
即滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（4）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{20Ω}{2}}$=0.3A．
故答案為：（1）6；（2）10；（3）0～20；（4）0.3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律以及滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，要明白電路各個(gè)用電器的連接情況，還要會(huì)看“U-I”關(guān)系圖象．在電學(xué)中，有些題目的信息是通過圖象給出的，所以要會(huì)讀電路圖中的信息和U-I圖象中的信息．