Question

18．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示電路研究滑動變阻器的特點(diǎn)，初始時滑片P在最右端，但由于電路中某處發(fā)生斷路，合上開關(guān)后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖象，如圖乙所示．根據(jù)圖象，完成下列問題：

（1）電路中發(fā)生斷路的位置為C．
A．電流表                              B．繞制滑動變阻器的電阻絲距右端10cm某處
C．繞制滑動變阻器的電阻絲距右端5cm某處    D．定值電阻R
（2）求電池的電壓．
（3）求電阻R的阻值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．
（1）由圖乙可知當(dāng)x≤5cm時，電壓表示數(shù)不變，且電路中的電流為0，據(jù)此判斷發(fā)生斷路的位置；
（2）電路斷路時，電壓表測電源的電壓，據(jù)此可知電池的電壓；
（3）從圖象上可看出，當(dāng)電流表讀數(shù)為I=0.15A時，電壓表讀數(shù)為U₁=1.35V，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，滑動變阻器與電阻串聯(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�。�

解答 解：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓．
（1）由圖乙可知，當(dāng)x≤5cm時，電壓表示數(shù)保持1.5V不變，
則電路中發(fā)生斷路的位置為繞制滑動變阻器的電阻絲距右端5cm某處；
（2）由圖象可知，x≤5cm時，電壓表的示數(shù)為1.5V不變，故電源電壓U=1.50V；
（3）由圖象可知，當(dāng)電流表讀數(shù)為I=0.15A時，電壓表讀數(shù)為U₁=1.35V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，U_R=U-U₁=1.50V-1.35V=0.15V，
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{0.15V}{0.15A}$=1Ω．
答：（1）C；
（2）電池的電壓為1.5V；
（3）電阻R的阻值為1Ω．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是分析圖象得到有用的數(shù)據(jù)．