Question

如圖甲所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關S，調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，R₁ 和R₂中的某個電阻其“I-U”關系圖線如圖乙所示．

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）在圖乙中，作出另一個電阻的“I-U”關系圖線．

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖知：定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯，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，根據歐姆定律及串聯電路的特點列方程，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．
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，U_電源=U_R1=6V．
答：電源電壓為6V．
（2）當滑片P在最左端時，U₁=6V，I₁=0.6A；
∴R₁===10Ω．
答：定值電阻R₁的阻值為10Ω．
（3）由圖可知，當滑片在最右端時，R₁與R₂串聯，I₂=0.2A，
R_總===30Ω，
∴R₂=R_總-R₁=30Ω-10Ω=20Ω．
答：滑動變阻器R₂的阻值變化范圍為0～20Ω．
（4）當滑片P在最右端時，R₁和R₂串聯連入電路，電流為I₁=0.2A，U′=U-U₁=6V-2V=4V；
當滑片P在最左端時，R₂未連入電路，電流為I₂=0.6A，電壓U為零；
所以圖滑動變阻器的圖線為一條傾斜的線段，兩端點坐標為（4，0.2）和（0，0.6）；如圖：

點評：本題考查滑動變阻器的電流和電壓的規律以及滑動變阻器的使用，關鍵是歐姆定律的應用，要明白電路各個用電器的連接情況，還要會看會做“U-I”關系圖象