Question

4．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R₀为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S后，在移动滑片P的过程中，电流表的示数I与R连入电路的阻值关系如图乙所示，电压表的示数U与R连入电路的阻值关系如图丙所示．试计算：

（1）R₀的阻值；
（2）电源电压．

Answer 1

分析 由电路图可知，R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据图乙可知滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时电路中的电流，根据图丙可知滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时电压表的示数，根据欧姆定律求出R₀的阻值；
（2）根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时其两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压．

解答 解：由电路图可知，R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由图乙可知，滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时，电路中的电流I=0.4A，
由图丙可知，滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时，电压表的示数U₀=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（2）滑动变阻器接入电路中的阻值R=5Ω时，其两端的电压：
U_R=IR=0.4A×5Ω=2V，
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=U₀+U_R=8V+2V=10V．
答：（1）R₀的阻值为20Ω；
（2）电源电压为10V．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取滑动变阻器接入电路中的电阻与对应的电流、电压表的示数是关键．