Question

如图1所示电路，电源电压U不变，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数．且电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系如图2所示，则
（1）根据图象可知：断点位置在x等于______cm处，电源电压U等于______V；
（2）电阻R等于多少欧姆？
（3）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为多少欧姆？该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是多少欧姆？

Answer 1

【答案】分析：（1）从图象上可以看出断点的位置和电源电压的大小．
（2）从图象上可看出，当电流表读数为I₁=0.15A时，电压表读数为U₁=1.35V，电压表测量滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器与电阻串联，根据串联电路电压的规律求出电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电阻R的大小．
（3）先计算x=5cm时和x=10cm时滑动变阻器接入电路的电阻，进而求出滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量，从而求出该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化，最后求出滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值．
解答：解：（1）根据图象可知：断点位置在x等于5cm处，电源电压U等于1.50V．
故答案为：5；1.50．
（2）当电流表读数为I₁=0.15A时，电压表读数为U₁=1.35V
则：U₁=U-I₁R得
R===1Ω．
答：电阻R的阻值为1Ω．
（3）当x=5cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R₁，R₁===9Ω，
当x=10cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R₂，滑动变阻器两端的电压U₂=1.20V，对应电流表读数为I₂=0.30A，
R₂===4Ω，
故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是△R=R₁-R₂=9Ω-4Ω=5Ω，
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω．
该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R_总=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω．
答：该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为1Ω，该滑动变阻器没有断路时的总电阻值是14Ω．
点评：本题考查电阻的大小和滑动变阻器电阻的改变量以及最大值，难点是求滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化量，重点是分析图象，从图象上得到有用的数据，还要记住串联电路电流和电压的规律．