Question

（2013?咸寧）如圖甲所示，電源電壓為U保持不變，R₀為定值電阻．閉合開關，電流表A的示數為I，電壓表V₁的示數U₁，電壓表V₂的示數為U₂．移動滑動變阻器得到在不同電流下的U₁-I圖線和U₂-I圖線，如圖乙所示．
（1）隨著電路中電流的增大，電壓表V₁的示數U₁

減小

，電壓表V₂的示數U₂

增大

；（選填“減小”或“增大”）
（2）在U-I坐標中兩條圖線在Q點相交，此狀態滑動變阻器連入電路的阻值是

0

Ω；
（3）請根據圖象求電源電壓U和定值電阻R₀的阻值．

Answer 1

分析：（1）根據電流表的示數變化判斷出滑動變阻器阻值的變化，根據串分壓的知識判斷出U₁的變化，根據歐姆定律判斷出U₂的變化；
（2）根據電壓與電流的關系，判斷出對應的圖象，理解兩圖線相交的含義即具有相同的電流和電壓；
（3）分析出當電流表示數為為零時，可能電路發生斷路，根據電壓表的示數得出電源電壓．根據圖象中兩個對應的點列車關系式求出R₀的值．

解答：解：（1）電路中的電流增大，根據U=IR得，燈泡兩端的電壓變大，所以U₂的示數增大；
電流增大，則滑動變阻器的電阻減小，所以燈泡與滑動變阻器的總電阻減小，分得的電壓減小，即U₁的示數減小；
（2）由圖象知，Q點處說明U₁和U₂相等，則此時滑動變阻器 兩端的電壓為零，電阻為零；
（3）根據（1）的分析，上面是U₁-I圖線，下面是U₂-I圖線，當電流為零時，說明電路發生了斷路，由U₁的示數可得與電壓表V₁并聯的電路某處斷路，此時U₁等于電源電壓，所以電壓電壓U=4.5V；
由圖象知，當U₁=2.5V時，電路中的電流I=2.0A
R₀兩端的電壓U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V
R₀的電阻R₀=

U0

I

=

2V

2A

=1Ω
故答案為：（1）減小；增大；（2）0；（3）電源電壓為4.5V，電阻R₀的阻值為1Ω．

點評：此題通過圖象和動態電路考查了學生對串聯電路電壓、電流關系及歐姆定律的應用，解決此題關鍵能根據滑動變阻器阻值的變化判斷出兩電壓表示數的變化，并能結合圖象分析出所需的數值，難度較大．