Question

5．某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，滑動(dòng)變阻器滑片P在電阻R₂的右端，得到下表中實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)：滑動(dòng)變阻器滑片在某位置時(shí)，得到表中實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，求：

次數(shù)	電流表/A	V1表/V	V2表/V
1	0.4	4	8
2	0.8	8	4

（1）電源電壓；  
（2）電阻R₁的值；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大電阻和滑片在某位置時(shí)接入部分電阻．
（4）電壓表1的示數(shù)變化范圍．

Answer 1

分析 （1）由圖知，R₁和R₂串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端電壓，電壓表V₂測(cè)R₂兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可得電源電壓；
（2）由歐姆定律計(jì)算R₁的阻值；
（3）由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變阻器最大值；由第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變阻器連入阻值；
（4）由圖分析知，P在左端時(shí)電壓表1的示數(shù)最大，P在右端時(shí)電壓表1示數(shù)最小，由此可得其示數(shù)變化范圍．

解答 解：
（1）由圖知，R₁和R₂串聯(lián)，電壓表V₁測(cè)R₁兩端電壓，電壓表V₂測(cè)R₂兩端電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
由表格第1次數(shù)據(jù)知，V₁示數(shù)為4V時(shí)，V₂示數(shù)為8V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得電源電壓：
U=U₁+U₂=4V+8V=12V；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，通過(guò)R₁的電流為0.4A，它兩端電壓為4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
（3）第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是滑動(dòng)變阻器的滑片在右端，即變阻器連入阻值最大，所以其最大值：
R_2最大=$\frac{{U}_{V2}}{{I}_{1}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
由第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，滑片在某位置時(shí)變阻器的電流和兩端電壓，所以此時(shí)它連入阻值：
R₂=$\frac{{U}_{V2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.8A}$=5Ω；
（4）由圖知，P在右端時(shí)，變阻器連入阻值最大，由串聯(lián)分壓原理知，此時(shí)R₁兩端電壓最小，示數(shù)為4V，
P在左端時(shí)，變阻器連入阻值為0，只有R₁連入電路，此時(shí)電壓表1示數(shù)等于電源電壓為12V，
所以電壓表1的變化范圍為：4V～12V．
答：1）電源電壓為12V；  
（2）電阻R₁的阻值為10Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大電阻為20Ω，滑片在某位置時(shí)接入部分電阻為5Ω．
（4）電壓表1的示數(shù)變化范圍為4V～12V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，正確分析電路，從表格數(shù)據(jù)獲取相應(yīng)條件是解題的關(guān)鍵．