Question

4．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R₀為定值電阻，R為滑動變阻器．閉合開關S后，在移動滑片P的過程中，電流表的示數I與R連入電路的阻值關系如圖乙所示，電壓表的示數U與R連入電路的阻值關系如圖丙所示．試計算：

（1）R₀的阻值；
（2）電源電壓．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據圖乙可知滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時電路中的電流，根據圖丙可知滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時電壓表的示數，根據歐姆定律求出R₀的阻值；
（2）根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時其兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由圖乙可知，滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時，電路中的電流I=0.4A，
由圖丙可知，滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時，電壓表的示數U₀=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（2）滑動變阻器接入電路中的阻值R=5Ω時，其兩端的電壓：
U_R=IR=0.4A×5Ω=2V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U₀+U_R=8V+2V=10V．
答：（1）R₀的阻值為20Ω；
（2）電源電壓為10V．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，從圖象中獲取滑動變阻器接入電路中的電阻與對應的電流、電壓表的示數是關鍵．