Question

如图甲所示的电路中，R₁=10Ω，电源电压保持不变，在滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，电压表V₂和电流表示数变化的关系图线如图乙所示．

（1）求电源电压．
（2）求图乙中a点对应的电流值．
（3）求滑片在最右端时，R₁消耗的电功率．
（4）电压表V₂的示数变化量△U₂与电流表A的示数变化量△I的比值如何变化？

Answer

由电路图可知，R1、R2串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
根据欧姆定律可知滑动变阻器处于最左端时，电路为R1的简单电路，电流表的示数最大，由乙图读出对应的电流，利用欧姆定律求出电源的电压；处于最右端时，电流表的示数最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用P=UI求出R1消耗的电功率；最后根据串联电路的电压特点及欧姆定律判断电压表V2的示数变化量△U2与电流表A的示数变化量△I的比值如何变化．
【解析】
（1）由电路图可知，滑片滑到左端时，
电阻R1接在电源两端，此时电路电流最大，
由图象可知，此时电路电流I=0.6A，
∵I=，
∴电源的电压U=U1=IR1=0.6A×10Ω=6V；
（2）由图象可知，当滑片滑到最右端时，电压表V2示数最大，
由图象可知，此时对应着图象上的a点，U2=4V，
此时电阻R1两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V，
a点对应的电流值为Ia=I1===0.2A；
（3）滑片在最右端时，电路电阻最大，电路电流最小，
由（2）可知U1=2V，I=Ia=0.2A，
R1消耗的电功率为P1=U1I=2V×0.2A=0.4W；
（4）由电路图可知，R1、R2串联，V1测R1两端的电压，
V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
U=U1+U2，U2=U-U1，U不变，在滑片移动过程中，
△U2=△U1，∵I=，∴R1==，
则电压表V2的示数变化量△U2与电流表A的示数变化量△I的比值不变．
答：（1）电源电压为6V；
（2）图乙中a点对应的电流值为0.2A；
（3）滑片在最右端时R1消耗的电功率为0.4W；
（4）电压表V2的示数变化量△U2与电流表A的示数变化量△I的比值不变．