Question

4．如圖所示的電路中，電源電壓恒為12V，定值電阻R₀=10Ω，滑動變阻器標有“20Ω 2A”．
（1）滑片P在a時，電流表的示數0.4A；
（2）滑片P在b時，電壓表的示數0V；
（3）在坐標圖中畫出電壓表示數U隨電流表示數I變化的圖象．

Answer 1

分析 （1）滑片P在a處時，滑動變阻器全部連入電路，此時電路中電阻最大，電流最小，根據I=$\frac{U}{R}$求出電流值，再根據歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，即電壓表示數；
（2）滑片P在b處時，滑動變阻器被短路，此時電壓表示數為0V，根據歐姆定律求出此時的電流值，即電流表示數；
（3）根據滑片在a點和b點的電流表示數和電壓表示數畫出圖象．

解答 解：
由電路圖可知，滑動變阻器與R₀ 串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；
（1）滑片P在a處時，滑動變阻器全部連入電路，此時電路中電阻最大，
電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$=$\frac{12V}{10Ω+20Ω}$=0.4A，即電流表示數為0.4A；
此時滑動變阻器兩端的電壓U_滑=IR=0.4A×20Ω=8V，即電壓表示數為8V；
（2）滑片P在b處時，滑動變阻器被短路，此時電壓表示數為0V；
此時電路中的電流為I′=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{12V}{10Ω}$=1.2A，即電流表示數為1.2A；
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀兩端的電壓：U₀=IR₀，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓（即電壓表示數）：U=U_總-U₀=U_總-IR₀，
即電壓表的示數U隨電流表示數I的變化關系式為：U=U_總-IR₀；由于U_總、R₀均不變，所以U與I的關系是一次函數，圖象為一條直線，
根據上面求出的兩組電流表示數和電壓表示數，在圖象中采用描點法畫出圖象如下：

故答案為：（1）0.4；（2）0；（3）如上圖所示．

點評 此題主要考查的是學生對歐姆定律計算公式、電路結構分析的理解和掌握，注意電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，注意圖象的畫法，難度不大．