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(guān)S，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．則下列分析正確的是（　�。�

• A． 隨著電路中電流的增大，電壓表V₁的示數(shù)U${\;}_{{1}_{\;}}$減小，電壓表V₂的示數(shù)U₂增大
• B． a是U₁-I圖線，b是U₂-I圖線
• C． 在U-I坐標中兩條圖線在Q點相交，此狀態(tài)滑動變阻器連入電路的阻值是0Ω
• D． 由圖可知：電源電壓U=4.5V，R₀的阻值為1Ω

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)歐姆定律可知電流表的示數(shù)增大時R₀兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器和燈泡兩端的電壓之和的變化，即可得出電壓表V₁示數(shù)的變化，進一步得出兩電壓表與電流表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系；
（2）兩條圖線的相交點Q表示具有相同的電流和電壓，據(jù)此判斷滑動變阻器接入電路中的電阻；
（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．當滑片位于最右端時，接入電路中的電阻為零，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R₀兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出R₀的阻值．

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）由U=IR可知，隨著電路中電流的增大，R₀兩端的電壓增大，燈泡兩端的電壓增大，即電壓表V₂的示數(shù)U₂增大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器和燈泡兩端的電壓之和減小，即電壓表V₁的示數(shù)減小，故A正確；
由以上分析結(jié)合圖象可知，上面的圖線b是U₁-I的圖象，下面的圖線a是U₂-I圖象，故B錯誤；
（2）由圖象知，Q點處說明U₁與U₂相等，則此時滑動變阻器兩端的電壓為零，變阻器連入電路的電阻為0Ω，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，而此時U₁的示數(shù)為4.5V，這說明與電壓表V₁并聯(lián)的電路某處斷路，此時U₁等于電源電壓，即電源電壓U=4.5V；
當滑片位于最右端時，接入電路中的電阻為零，
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，此時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正確．
故選ACD．

點評 本題通過圖象和動態(tài)電路考查了學(xué)生對串聯(lián)電路電壓、電流關(guān)系及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)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(jié)合圖象分析出所需的數(shù)值．