题目内容
【题目】图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变.改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知电阻R0的阻值为______Ω,电源电压 _________V
【答案】2Ω 12V
【解析】
由甲图可知,R1、R2、R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。(1)当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分为电压表V1示数变化图线,下半部分为电压表V2示数变化图线;(2)由图象可知:当电压表V1的示数(R1和R2两端的电压)为10V时,此时电压表V2的示数(R2两端的电压)为1V,电路中的电流为1A,根据串联电路的电压特点表示出电源的电压,当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A,此时两电压表的示数都为4V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R0和电源电压。
由电路图可知,R1、R2、R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流.由图知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大;由U=IR可知,R0两端的电压变大,两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小;
所以,图象中上半部分为R1和R2的UI图象,下半部分为R2的UI图象,即:图象中上半部分为电压表V1示数变化的图线;由图象可知,当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,则电源电压:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0…①
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R2两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,则电源电压:U=U′2+U′0=4V+4A×R0…②
电源的电压不变,由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0解得:R0=2Ω,则电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V。
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