Question

（2010?呼和浩特）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖．沒做實(shí)驗(yàn)前他認(rèn)為；當(dāng)閉合S，移動(dòng)變阻器的滑片P，電流表示數(shù)變化，電壓表示數(shù)不變（即電源兩端電壓保持不變）；但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果使他大吃一驚，他發(fā)現(xiàn)：當(dāng)P移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表示數(shù)都發(fā)生了變化．他把六次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中：（電流表的電阻和通過電壓表的電流忽略不計(jì)）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電流表示數(shù)I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
電壓表示數(shù) U/V	2.5	2.0	1.5	1.0	0.5	0

（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖中畫出U-I圖象?
（2）根據(jù)圖象，寫出U-I的函數(shù)表達(dá)式

U=3-5I

；?
（3）他猜想P移動(dòng)時(shí)之所以電壓表示數(shù)有變化，可能是由于電池組內(nèi)部有電阻造成的，理論和實(shí)踐證明他的猜想是正確的．請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息得出電池組內(nèi)部電阻r=

5

Ω；
（4）當(dāng)變阻器連入電路中電阻R=20Ω時(shí)，電流表的示數(shù)是多少？（要求列式計(jì)算）?

Answer 1

分析：（1）明確縱橫坐標(biāo)所表示的內(nèi)容，對(duì)照表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中畫點(diǎn)描線；
（2）由圖象可知U與I成正比函數(shù)，直線經(jīng)過（0.1，2.5）（0.6，0），利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式即可；
（3）任取兩組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)表述出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出電源的內(nèi)阻；
（4）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出當(dāng)變阻器連入電路中電阻R=20Ω時(shí)，電路中的電流即為電流表的示數(shù)．

解答：解：
（1）根據(jù)表格中電壓和對(duì)應(yīng)的電流確定坐標(biāo)點(diǎn)，然后用平滑的曲線連接起來即可得到U-I的圖象，如下圖所示：

（2）設(shè)函數(shù)的表達(dá)式為U=kI+b，根據(jù)圖象，函數(shù)經(jīng)過點(diǎn)（0.1，2.5）（0.6，0），則
2.5=0.1k+b，0=0.6k+b，
解得：k=-5，b=3，
U-I的函數(shù)表達(dá)式為U=3-5I；
（3）根據(jù)歐姆定律可得：
當(dāng)I=0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小為0，則電源的電壓U=0.6r，
當(dāng)I=0.1A時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為2.5V，則電源的電壓U=2.5V+0.1r，
∵電源的電壓不變，
∴0.6r=2.5V+0.1r，
解得：r=5Ω，U=3V；
（4）當(dāng)變阻器連入電路中電阻R=20Ω時(shí)，電路中的電流；
I′=

U

R+r

=

3V

20Ω+5Ω

=0.12A．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）U=3-5I；（3）5；（4）電流表的示數(shù)為0.12A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了描點(diǎn)法作圖和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是能正確的做出圖象并得出電流與電壓成正比，要注意考慮電源內(nèi)阻時(shí)可以把電源看成純電源和內(nèi)阻串聯(lián)處理．