Question

8．如图甲所示，电源电压为U保持不变，R₀为定值电阻．闭合开关，电流表A的示数为I，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂．移动滑动变阻器得到在不同电流下的U₁-I图线和U₂-I图线，如图乙所示．
（1）①是U₁-I图线（填“①或②”），滑片向右移动时U₂变大（填“变大或变小”）
（2）在U-I坐标中两条图线在Q点相交，此状态滑动变阻器连入电路的阻值是0Ω．
（3）定值电阻R₀是1Ω．

Answer 1

分析 （1）灯丝的电阻随温度的变化而变化；分析电路，根据串联电路的特点分析变阻器两端电压变化，进而判断L两端电压变化情况；
（2）根据电压与电流的关系，判断出对应的图象，理解两图线相交的含义即具有相同的电流和电压；
（3）分析出当电流表示数为为零时，可能电路发生断路，根据电压表的示数得出电源电压．根据图象中两个对应的点列出关系式求出R₀的值．

解答 解：（1）因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，因此U-I图象不是直线，即U₂-I的图线为②，所以U₁-I图线为①，由图可知，电路串联，滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，因此其两端电压变小，根据串联电路的分压规律可知，L两端电压即电压表V₂的示数会变大；
（2）由图象知，Q点处说明U₁和U₂相等，则此时滑动变阻器 两端的电压为零，电阻为零；
（3）由图可知，L与R₀R组串联电路，根据（1）的分析，①是U₁-I图线，②是U₂-I图线，当电流为零时，说明电路发生了断路，由U₁的示数可得与电压表V₁并联的电路某处断路，此时U₁等于电源电压，所以电压电压U=4.5V；
由图象知，当U₁=2.5V时，电路中的电流I=2.0A
R₀两端的电压U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V
R₀的电阻R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{2A}$=1Ω．
故答案为：（1）①；变大；（2）0；（3）1．

点评 此题通过图象和动态电路考查了学生对串联电路电压、电流关系及欧姆定律的应用，解决此题关键能根据滑动变阻器阻值的变化判断出两电压表示数的变化，并能结合图象分析出所需的数值．