Question

如图甲所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R₁ 和R₂中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示．

求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R₁的阻值；
（3）滑动变阻器R₂的阻值变化范围；
（4）在图乙中，作出另一个电阻的“I-U”关系图线．

Answer

（1）由电路图知：定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，由U-I图象可知，随电阻两端的电压增大，电路电流的增大，结合电路图可知，图示U-I图象是电阻R1的U-I图象；
（2）由U-I图象找出对应的两组U与I值，根据欧姆定律及串联电路的特点列方程，可求出电源电压、定值电阻R1阻值、滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）由串联电路的特点及欧姆定律可求出滑动变阻器滑片在移动时的通过滑动变阻器的电流和两端的电压．
【解析】
（1）由图象可知，电压和电流值没有为零的坐标，故乙图为R1的“I-U”图象，
∴当滑片P在最左端时，U电源=UR1=6V．
答：电源电压为6V．
（2）当滑片P在最左端时，U1=6V，I1=0.6A；
∴R1===10Ω．
答：定值电阻R1的阻值为10Ω．
（3）由图可知，当滑片在最右端时，R1与R2串联，I2=0.2A，
R总===30Ω，
∴R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω．
答：滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω．
（4）当滑片P在最右端时，R1和R2串联连入电路，电流为I1=0.2A，U′=U-U1=6V-2V=4V；
当滑片P在最左端时，R2未连入电路，电流为I2=0.6A，电压U为零；
所以图滑动变阻器的图线为一条倾斜的线段，两端点坐标为（4，0.2）和（0，0.6）；如图：