Question

如圖所示電路，電源電壓U₀不變，初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后滑片P向左滑過一段距離后電流表才有讀數(shù)．且電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系如圖所示．
則：
（1）根據(jù)圖象可知：斷點(diǎn)位置在x等于

5

cm處，電源電壓U₀等于

1.50

V；
（2）電阻R等于多少歐姆？當(dāng)x=10cm時(shí)，10s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）從斷點(diǎn)處滑片P向左滑動(dòng)的過程中，該滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化為多少歐姆？該滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總電阻值是多少歐姆？

Answer 1

分析：（1）從圖象上可以看出斷點(diǎn)的位置和電源電壓的大小．
（2）從圖象上可看出，當(dāng)電流表讀數(shù)為I₁=0.15A時(shí)，電壓表讀數(shù)為U₁=1.35V，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電阻R的大��；
由圖象知，當(dāng)x=10cm時(shí)，電壓表示數(shù)為零，也就是滑動(dòng)變阻器短路，此時(shí)只有電阻R有電流通過，已知此時(shí)的電壓、電流和通電時(shí)間，利用公式Q=W=UIt得到產(chǎn)生的熱量；
（3）先計(jì)算x=5cm時(shí)和x=10cm時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，進(jìn)而求出滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)5cm電阻的改變量，從而求出該滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化，最后求出滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總電阻值．

解答：解：
（1）根據(jù)圖象可知：斷點(diǎn)位置在x=5cm處，電源電壓U₀等于1.50V．
故答案為：5；1.50．
（2）當(dāng)電流表讀數(shù)為I₁=0.15A時(shí)，電壓表讀數(shù)為U₁=1.35V
則：U₁=U₀-I₁R得
R=

U0-U1

I1

=

1.5V-1.35V

0.15A

=1Ω．
當(dāng)x=10cm時(shí)，設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R₂，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為0V，對(duì)應(yīng)電流表讀數(shù)為I₂=0.30A，10s內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為Q=UIt=1.5V?0.3A?10s=4.5J
答：電阻R的阻值為1Ω；10s電阻R產(chǎn)生的熱量是4.5J．
（3）當(dāng)x=5cm時(shí)，設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R₁，R₁=

U1

I1

=

1.35V

0.15A

=9Ω，
R₂=

U2

I2

=

1.2V

0.3A

=4Ω，
故滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)5cm電阻的改變量是△R=R₁-R₂=9Ω-4Ω=5Ω，
所以從斷點(diǎn)處滑片P向左滑動(dòng)的過程中，該滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化是1Ω．
該滑動(dòng)變阻器沒有斷路時(shí)的總電阻值R_總=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω．
答：該滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化為1Ω，該滑動(dòng)變阻器沒有斷路時(shí)的總電阻值是14Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電阻的大小、電熱的計(jì)算和滑動(dòng)變阻器電阻的改變量以及最大值，難點(diǎn)是求滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化量，重點(diǎn)是分析圖象，從圖象上得到有用的數(shù)據(jù)，還要記住串聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律．