Question

6．如图所示的电路中，电源电压U保持不变，R₁、R₂为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端的过程中，电压表V₁、V₂的示数随电流表的示数变化分别如图乙中的图线①②所示．求：
（1）R₁的阻值为10Ω．
（2）电源电压U为6V．
（3）R₂的阻值为5Ω．

Answer 1

分析 当滑片位于左端时，R₁与R₂串联，根据图象得出R₁两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出R₁的阻值，根据串联电路的电压特点表示出电源的电压；当滑片位于右端时，R₁、R、R₂串联，根据图象读出对应的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，再根据串联电路的电压特点表示出电源的电压，联立等式求出电源的电压和R₂的阻值；根据P=UI求出此过程中电路消耗总功率的变化．

解答 解：当滑片位于左端时，R₁与R₂串联，
由乙图象可知：R₁两端的电压U₁=4V，通过的电流I₁=0.4A，
则R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
电源的电压U=U₁+I₁R₂=4V+0.4A×R₂--------①
当滑片位于右端时，R₁、R、R₂串联，
由（b）图可知，I₂=0.2A，R两端的电压U_R=3V，U₁′=2V，
则滑动变阻器的最大阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω，
电源的电压U=U_R+U₁′+I₂R₂=3V+2V+0.2A×R₂--------②
由①②两式可得：U=6V，R₂=5Ω．
故答案为：（1）10；（2）6；（3）5．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，由电路图判断各电压表所测电路原件是关键，根据滑片的移动判断电阻的U-I图象是本题的难点．