Question

如圖甲所示，R₁為滑動(dòng)變阻器，R₀、R₂為定值電阻，電源電壓U保持不變．建立直角坐標(biāo)系，橫軸表示電流，縱軸表示電壓．改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，將電壓表V₁、V₂的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的兩條圖線分別畫(huà)在坐標(biāo)系中，如圖乙所示．求R₂、R₀的阻值和電源電壓U各是多少？

Answer 1

分析：分析電路圖，滑動(dòng)變阻器R₁、電阻R₂、電阻R₀串聯(lián)在電路中，電壓表V₁測(cè)量R₁和R₂兩端的總電壓，電壓表V₂測(cè)量R₂兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流．當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁連入的電阻變小，從而使電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，根據(jù)歐姆定律可知，R₀兩端的電壓變大，R₂兩端的電壓變大，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知，R₁和R₂兩端的總電壓變小，由此可知圖象中上半部分為R₁的I-U圖象，下半部分為R₂的I-U圖象．
從圖象上讀出電壓表的示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流值，然后以電源電壓為等價(jià)列出兩個(gè)關(guān)系式，解之即可．

解答：解：由圖知，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁連入的電阻變小，從而使電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，
根據(jù)歐姆定律的推導(dǎo)公式U=IR可知，R₀兩端的電壓變大，R₂兩端的電壓變大，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知，R₁和R₂兩端的總電壓變小，據(jù)此判斷：圖象中上半部分為R₁和R的I-U圖象，下半部分為R₁的I-U圖象，即電壓表V₁示數(shù)變化的圖線；
由圖象可知：
當(dāng)R₁和R₂兩端的電壓為10V時(shí)，R₂兩端的電壓為1V，電路中的電流為0.5A，
∴U=U₁+U₀=10V+IR₀=10V+0.5A×R₀------------------①
R₂=

U2

I

=

1V

0.5A

=2Ω；
當(dāng)滑片P移至最左端，滑動(dòng)變阻器連入電阻為0，兩電壓表都測(cè)量電阻R₂兩端的電壓，示數(shù)都為4V，電路中的電流最大為2A，
∴U=U₂′+U₀′=4V+2A×R₀------------------②
由①②得：10V+0.5A×R₀=4V+2A×R₀ 解得：R₀=4Ω，
則電源電壓為：U=U₁+U₀=10V+IR₀=10V+0.5A×4Ω=12V．
答：R₂的阻值為2Ω；R₀的阻值為4Ω；電源電壓為12V．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律和串聯(lián)特點(diǎn)的掌握和運(yùn)用，本題關(guān)鍵：一是分析電路圖，確認(rèn)電路組成、連接方式、三電表的測(cè)量對(duì)象，二是能從圖象上得到相關(guān)信息．