Question

6．如圖1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2所示．求：
（1）定值電阻的U-I圖象是乙（選填“甲”或“乙”）
（2）電源電壓和定值電阻R₁的阻值．
（3）滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍．

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，電壓表V₂測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）從“U-I”關(guān)系圖象可以看出，甲為滑動(dòng)變阻器的關(guān)系圖象，因?yàn)樽詈箅妷鹤優(yōu)?，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為0；乙為電阻R₁的圖象；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電流相等，從圖象可以看出，電流相等時(shí)為I=0.2A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4V，電阻R₁的電壓為2V，電源電壓為兩電壓之和，根據(jù)歐姆定律可求電阻R₁的電阻和滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，然后得出滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端的電壓，電壓表V₂測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（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，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為0V，
由圖象可知，甲為滑動(dòng)變阻器的U-I圖象，則乙為定值電阻的U-I圖象；
（2）由圖象可知，當(dāng)電路中的電流I=0.2A，電阻R₁的電壓U₁=2V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₂=4V，
因串聯(lián)電路總電壓等于各支路電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U₁+U₂=2V+4V=6V，
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，
所以滑動(dòng)變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω．
答：（1）乙；
（2）電源電壓為6V，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．

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．