Question

6．如图甲所示，电源电压保持不变，R₁=10Ω．当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示．求：
（1）当滑动变阻器滑片P在a端时，电压表的示数；
（2）电源电压；
（3）滑片P滑到ab中点时电压表的示数．

Answer 1

分析 （1）判断 滑动变阻器滑片P在a端时，电路电流的大小情况，据此由图乙确定电压表示数；
（2）根据欧姆定律求出R₁的电压，由串联电路电压的规律求电源电压；
（3）结合（1）求出变阻器的最大阻值，根据欧姆定律、串联电阻的规律求出P在中点时电路中的电流，再由欧姆定律求出电压表示数．

解答 解：（1）变阻器与R₁串联，当变阻器滑片在在a端时，变阻器连入电路中的电阻最大，根据欧姆定律，电路中电流最小，从图象知，此时电流I=0.2A，电压表示数为4V；
（2）P在a端时，电阻R₁的电压U₁=IR₁=0.2A×10Ω=2V，根据串联电路电压的规律，
电源电压U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
（3）由（1），变阻器的最大阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}=\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，P在中点时，变阻器连入电路中的电阻R′₂=10Ω，此时电路中的电流I′=$\frac{U}{{R}_{1}{+R′}_{2}}=\frac{6V}{10Ω+10Ω}$=0.3A，电压表的示数U′₂=I′R′₂=0.3A×10Ω=3V．
答：（1）当滑动变阻器滑片P在a端时，电压表的示数为4V；
（2）电源电压为6V；
（3）滑片P滑到ab中点时电压表的示数为3V．

点评 本题 运用欧姆定律、串联电路的规律解决实际问题，关键是由题意判断电路图的状态，结合图乙得出有效的信息．