Question

10．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R₁为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R₂的滑片P从a向b移动的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）

• A． 电源电压为4V
• B． R₁的阻值为20Ω
• C． R₁的阻值为10Ω
• D． 当滑动变阻器的滑片P在中点时，两电表的示数对应于乙图中的C点

Answer 1

分析 ABC、当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，R₁与R₂串联，电路中的电流最小，由图象读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
根据串联电路的电压特点表示出电源的电压；当滑片P在b端时，滑动变阻器没有连入电路，电压表示数为零，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R₁的阻值和电源的电压；
D、当滑动变阻器的滑片P在中点时，连入电路的阻值为$\frac{1}{2}$R₂，根据电阻的串联和和欧姆定律求出电路中的电流即可得出答案．

解答 解：ABC、由电路图可知，当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，R₁与R₂串联，则电路中电流最小，
由图象可知此时电路中的电流I_a=0.2A，R₂两端的电压U₂=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{a}}=\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，B选项正确；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=I_aR₁+U₂=0.2A×R₁+4V------------①，当滑片P在b端时，滑动变阻器没有连入电路，电压表示数为零，
由图象可知这时电路中电流为I_b=0.6A，电源电压加在R₁上，
则U=I_bR₁=0.6A×R₁ --------------②
解①②得：R₁=10Ω，U=6V；A选项错误、C选项正确；
D、当滑动变阻器的滑片P在中点时，则滑动变阻器连入电路的阻值为：
R₂′=$\frac{1}{2}$R₂=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，根据串联电阻的规律及欧姆定律，
则电流表的示数为：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}{+R′}_{2}}=\frac{6V}{10Ω+10Ω}$=0.3A．
由图象可知：电流表示数为0.3A时对应的点是B，D选项错误．
故选BC．

点评 本题考查欧姆定律及串联电路规律的灵活运用，解题的关键是明确图象表示的点与滑片移动位置对应的关系．体现了数学知识在物理中的运用．有难度．