题目内容
小聪在探究串联电路中电压之间的关系时,设计了如图甲所示的电路,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,在滑动变阻器从a点移到b点的过程中,电压表V2的示数U2随电压表V1的示数U1变化的图象,如图乙所示.当滑片P处在a点时,对应图象上的位置应是
B
B
(A/B)点,电压U2和U1的关系式为U2=9V-U1;
9V-U1;
,定值电阻R2的阻值为10
10
Ω.分析:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压.当片P处在a点时,R1与R2的最大阻值串联,此时电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可得电路中的电流最小、电压表V2的示数最小,根据串联电路的电压特点可知电压表V1的示数最大,根据图象读出两电压表的示数,利用串联电路的电压特点得出电源的电压,进一步得出电压U2和U1的关系式;利用串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出定值电阻R2的阻值.
解答:解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压.
当片P处在a点时,R1与R2的最大阻值串联,此时电路中的总电阻最大,
∵I=
,
∴电路中的电流最小,定值电阻R2两端的电压最小即电压表V2的示数最小,
∴串联电路中的总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压最大即电压表V1的示数最大,由图甲可知图象上的位置应是B点,且U1=6V,U2=3V;
∴电源的电压U=U1+U2=6V+3V=9V,U2=9V-U1;
∵串联电路中各处的电流相等,
∴I=
=
,即
=
,
解得:R2=10Ω.
故答案为:B;9V-U1;10.
当片P处在a点时,R1与R2的最大阻值串联,此时电路中的总电阻最大,
∵I=
| U |
| R |
∴电路中的电流最小,定值电阻R2两端的电压最小即电压表V2的示数最小,
∴串联电路中的总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压最大即电压表V1的示数最大,由图甲可知图象上的位置应是B点,且U1=6V,U2=3V;
∴电源的电压U=U1+U2=6V+3V=9V,U2=9V-U1;
∵串联电路中各处的电流相等,
∴I=
| U1 |
| R1 |
| U2 |
| R2 |
| 6V |
| 20Ω |
| 3V |
| R2 |
解得:R2=10Ω.
故答案为:B;9V-U1;10.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是根据电路图判断滑片P位于a端时两电压表的示数关系.
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