Question

15．如圖甲所示的電路中，定值電阻R₁=2Ω，R₂=3Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)出滑片P在不同位置時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)，作出電壓表的示數(shù)U和電流表I的圖象，如圖乙所示．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．電壓表和電流表均為理想電表．

（1）試求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在中間時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別是多少．

Answer 1

分析 （1）明確電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電壓表和電流表的位置進(jìn)行分析，明確圖象的性質(zhì)，從而求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（2）分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，從而求出電壓表和電流值的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)U=E-Ir可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，故E=3V，
由圖可知，當(dāng)電壓為零時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，則說(shuō)明此時(shí)r+R₁=$\frac{E}{I}$
解得：r=$\frac{3}{0.5}-2$=4Ω；
（2）當(dāng)滑片在中間位置時(shí)，接入電阻為5Ω，則總電阻為：R_總=$\frac{2×8}{2+8}$=1.6Ω；
由閉合電路歐姆定律可知，電流為：I=$\frac{E}{{R}_{總}(cāng)+r}$=$\frac{3}{1.6+4}$=0.54A；
路端電壓為：U=E-Ir=3-0.54×4=0.84V；
則電壓表示數(shù)為：U₁=$\frac{U}{8}×3$=$\frac{3}{8}×0.84$=0.32V；
電流表示數(shù)為：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{0.84}{2}$=0.42A；
答：（1）試求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r分別為3V和4Ω；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在中間時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別是0.32V和0.42A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，要注意明確電壓表和電流表并不是測(cè)量路端電壓和干路電流，所以不能直接利用閉合電路歐姆定律求解，而是要根據(jù)圖線的性質(zhì)進(jìn)行分析求解．