Question

7．如图所示，电源电压保持不变．闭合开关S后，滑动变阻器R₀的滑片P在移运过程中，电压表的示数变化为4～0V，电流表的示数变化为0.5～1A．求：
（1）实验中变阻器滑片是向左（左/右）运动的．
（2）R的阻值；
（3）R₀的最大阻值；
（4）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）由题意可知，电路中电流的变化，根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化，进一步判断滑片移动的方向；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R简单的电路，电压表的示数为0V，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大，电路中的电流最小，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据电阻的串联和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R的阻值，进一步求出电源的电压．

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）由题意可知，电流表的示数变化为0.5～1A，即电路中的电流变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的总电阻变小，即变阻器接入电路中的电阻变小，故滑片向左移动；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R的简单电路，电路中的最大电流为1A，
则电源的电压：
U=I_大R=1A×R，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大U₀=4V，电路中的电流最小I_小=0.5A，
R₀的最大阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I_小（R+R₀）=0.5A×（R+8Ω），
因电源的电压不变，
所以，1A×R=0.5A×（R+8Ω），
解得：R=8Ω，
电源的电压U=I_大R=1A×8Ω=8V．
答：（1）左；
（2）R的阻值为8Ω；
（3）R₀的最大阻值为8Ω；
（4）电源电压为8V．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活运用以及电路的动态分析，判断出电表对应的示数关系是关键．