Question

14．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，電路中某個元件的“I-U”關(guān)系圖線如圖乙所示．求：

（1）電源電壓；
（2）定值電阻R₁的阻值；
（3）滑動變阻器R₂的阻值變化范圍；
（4）變阻器滑片在中點時，電流表示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由電路圖知：定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)，由U-I圖象可知，隨電阻兩端的電壓增大，電路電流的增大，結(jié)合電路圖可知，圖示U-I圖象是電阻R₁的U-I圖象；
（2）由U-I圖象找出對應的兩組U與I值，根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路的特點列方程，可求出電源電壓、定值電阻R₁阻值、滑動變阻器R₂的最大阻值；
（3）由串聯(lián)電路的特點及歐姆定律可求出滑動變阻器滑片在移動時的通過滑動變阻器的電流和兩端的電壓；
（4）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出變阻器滑片在中點時電流表的示數(shù)．

解答 解：（1）由圖象可知，電壓和電流值沒有為零的坐標，故乙圖為R₁的“I-U”圖象，
當滑片P在最左端時，R₁兩端的電壓即為電源的電壓U=6V；
（2）當滑片P在最左端時，U₁=6V，I₁=0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（3）由圖可知，當滑片在最右端時，R₁與R₂串聯(lián)，I₂=0.2A，
R_總=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂=R_總-R₁=30Ω-10Ω=20Ω，
滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（4）變阻器滑片在中點時，電流表的示數(shù)：
I₃=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+\frac{20Ω}{2}}$=0.3A．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）定值電阻R₁的阻值為10Ω；
（3）滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω；
（4）變阻器滑片在中點時，電流表示數(shù)為0.3A．

點評 本題考查滑動變阻器的電流和電壓的規(guī)律以及滑動變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應用，難點是根據(jù)圖象結(jié)合電路圖得出U-I圖象表示的對象并能正確的分析圖象．