题目内容
【题目】如图所示,R为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,电源电压U保持不变.建立直角坐标系,横轴表示电流,纵轴表示电压.改变滑动变阻器滑片的位置,将电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的两条图线分别画在坐标系中,如图b所示.则根据图线可知电阻R1=______欧,滑动变阻器的最大电阻=_______欧,电阻R2=_____欧.
【答案】1 7 0.4
【解析】
滑动变阻器、电阻R1、电阻R2串联在电路中,电压表V1测量R和R1两端的总电压,电压表V2测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑片P向左移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,R2两端的电压变大,R1两端的电压变大,R1和R两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分为R1和R的I-U图象,下半部分为R1的I-U图象;当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中的电流最大为6A,此时两电压表的示数都为6V,根据欧姆定律得到R1的阻值;当滑片P移至最右端,变阻器连入电路的电阻最大,通过电路的电流最小,从图中得到最小电流和对应的电压值,根据串联电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值;根据电源电压相等列出关系式得到R2的阻值。
由图知,当滑片P向左移动时,连入的电阻变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律的推导公式U=IR可知,R2两端的电压变大,R1两端的电压变大,R1和R两端的总电压变小,据此判断:图象中上半部分为R1和R的I-U图象,下半部分为R1的I-U图象;由图象可知:当R1和R两端的电压为8V时,R1两端的电压为1V,电路中的电流为1A,R1的阻值,电源电压U=8V+IR2=8V+1A×R2①,
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R1两端的电压,示数都为6V,电路中的电流最大为6A,电源电压U=6V+I′R2=6V+6A×R2②,联立①②解得:R2=0.4Ω,
当滑片P移至最右端,变阻器连入电路的电阻最大,通过电路的电流最小,R1和R两端的电压为8V,R1两端的电压为1V,电路中的电流为1A,变阻器的最大阻值。