Question

如图所示电路，电源电压和定值电阻R_x都未知，R₁是调节范围足够大的电阻箱，R₂和R₃的电阻值分别是3R和6R，闭合开关S后，当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为I₀，当电阻箱电阻值再调节为6R时电流表读数为．求：
（1）计算电阻箱电阻值调节为R时R₃的电功率；
（2）电源电压和定值电阻Rx的阻值；
（3）如果在电路中A、B两点间接入一个电压表，不断改变电阻箱的阻值，将会得到一系列电压表和电流表的读数，请在乙图的坐标系U﹣I中定性地画出电压表和电流表的读数所反映的图线．

Answer 1

（1）由题意知：当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为I₀，
并联电压U_并=I₀R₂=3I₀R，R₃的电功率P===1.5I₀²R．
（2）设电源电压为U，当电阻箱R₁=R时电流表读数为I₀，由欧姆定律得：
I₀======
即：I₀=①
当电阻箱电阻值调节为R'₁=6R时电流表读数为，由欧姆定律得：
======
即：=②
由①②解得：R_X=12R，U=22.5I₀R．
（3）电源电压U不变，调节电阻箱阻值变小，电路总电阻变小，由欧姆定律知：电路电流I变大，U_X=IR_X变大，电压表示数U_V=U﹣U_X减小，电压表读数与电流表的读数关系图象如图所示．