Question

5．某同学按如图所示电路进行实验．当闭合开关后，滑动变阻器滑片P在电阻R₂的右端，得到下表中实验1的数据：滑动变阻器滑片在某位置时，得到表中实验2的数据．请根据实验记录，求：

次数	电流表/A	V1表/V	V2表/V
1	0.4	4	8
2	0.8	8	4

（1）电源电压；  
（2）电阻R₁的值；
（3）滑动变阻器的最大电阻和滑片在某位置时接入部分电阻．
（4）电压表1的示数变化范围．

Answer 1

分析 （1）由图知，R₁和R₂串联，电压表V₁测R₁两端电压，电压表V₂测R₂两端电压，电流表测电路中电流，由表格数据，根据串联电路电压特点可得电源电压；
（2）由欧姆定律计算R₁的阻值；
（3）由第1次实验数据计算变阻器最大值；由第2次实验数据计算变阻器连入阻值；
（4）由图分析知，P在左端时电压表1的示数最大，P在右端时电压表1示数最小，由此可得其示数变化范围．

解答 解：
（1）由图知，R₁和R₂串联，电压表V₁测R₁两端电压，电压表V₂测R₂两端电压，电流表测电路中的电流，
由表格第1次数据知，V₁示数为4V时，V₂示数为8V，
由串联电路的电压特点可得电源电压：
U=U₁+U₂=4V+8V=12V；
（2）根据串联电路电流特点和第1次实验数据可知，通过R₁的电流为0.4A，它两端电压为4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
（3）第1次实验数据是滑动变阻器的滑片在右端，即变阻器连入阻值最大，所以其最大值：
R_2最大=$\frac{{U}_{V2}}{{I}_{1}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
由第2次实验数据知，滑片在某位置时变阻器的电流和两端电压，所以此时它连入阻值：
R₂=$\frac{{U}_{V2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.8A}$=5Ω；
（4）由图知，P在右端时，变阻器连入阻值最大，由串联分压原理知，此时R₁两端电压最小，示数为4V，
P在左端时，变阻器连入阻值为0，只有R₁连入电路，此时电压表1示数等于电源电压为12V，
所以电压表1的变化范围为：4V～12V．
答：1）电源电压为12V；  
（2）电阻R₁的阻值为10Ω；
（3）滑动变阻器的最大电阻为20Ω，滑片在某位置时接入部分电阻为5Ω．
（4）电压表1的示数变化范围为4V～12V．

点评 本题考查了串联电路的电流、电压特点和欧姆定律的应用，正确分析电路，从表格数据获取相应条件是解题的关键．