Question

如圖甲所示電路，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)片從一端滑到另一端的過(guò)程中兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示，不考慮電表對(duì)電路的影響．求：
（1）電壓表V₁、V₂的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖象應(yīng)分別為乙圖象中哪一條直線？
（2）定值電阻R₀、變阻器的總電阻R分別為多少？
（3）試求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)變阻器的滑動(dòng)片向左移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，定值電阻R₀的電壓增大，路端電壓減小，來(lái)判斷兩個(gè)電壓表的示數(shù)對(duì)應(yīng)的圖線．
（2）定值電阻R₀等于圖線AC的斜率大�。�由數(shù)學(xué)知識(shí)求出圖線的斜率求解R₀．當(dāng)滑動(dòng)變阻器取最大值時(shí)，電流最小，由圖讀出電流的最小值，由歐姆定律求出變阻器的總電阻R．
（3）圖線BC反映路端電壓與電流的關(guān)系，其斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由數(shù)學(xué)知識(shí)求出電源的內(nèi)阻．再閉合電路歐姆定律求出電源的電動(dòng)勢(shì)．

解答：解：（1）當(dāng)變阻器的滑動(dòng)片向左移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，定值電阻R₀的電壓增大，路端電壓減小，由圖分析可得V₁對(duì)應(yīng)BC、V₂對(duì)應(yīng)AC．
    （2）由題意得：U₂=IR₀，則R0=

△U2

△I

=

6-1.5

2-0.5

=3Ω
當(dāng)滑動(dòng)變阻器取最大值時(shí)，電流最小I_min=0.5A，
而U_R=U₁-U₂=7.5-1.5=6V
所以Rmax=

UR

Imin

=

6

0.5

=12Ω
    （3）因?yàn)閁₁=E-Ir，則內(nèi)阻r=

△U1

△I

=

7.5-6

2-0.5

=1Ω
所以E=U₁+Ir=7.5+0.5×1=8V．
答：（1）電壓表V₁、V₂的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖象應(yīng)分別為U-I圖象中：V₁對(duì)應(yīng)BC、V₂對(duì)應(yīng)AC．
    （2）定值電阻R₀、變阻器的總電阻R分別為3Ω和12Ω．
    （3）電源的電動(dòng)勢(shì)8V，內(nèi)阻為1Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)物理圖象的理解能力，可以把本題看成動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，來(lái)選擇兩電表示對(duì)應(yīng)的圖線．