Question

1．如图1所示电路，电源电压U₀不变，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数，且电压表读数U与X、电流表读数I与X的关系如图2所示，则
（1）根据图象可知：断点位置在X等于5cm处，电源电压U₀等于1.5V
（2）当电流表有读数后继续将滑动变阻器左滑，滑动变阻器的阻值将变小（选填（“变大”或“变小”）
（3）电阻R等于1Ω
（4）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为1Ω，该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是14Ω

Answer 1

分析 （1）从图象上可以看出断点的位置和电源电压的大小；
（2）当电流表有读数后，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化；
（3）从图象上可看出，当电流表读数为I₁=0.15A时，电压表读数为U₁=1.35V，根据串联电路电压的规律求出电阻R两端的电压，根据欧姆定律求出电阻R的大小；
（4）由图乙和图丙分别读出当x=5cm和x=10cm时滑动变阻器两端的电压、电流，根据欧姆定律求出接入电路的电阻，进一步得出滑片P每滑动1cm的阻值变化；然后求出该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总阻值．

解答 解：（1）由图乙可知，当x＜5cm时，电压表示数保持1.5V不变，
则断点处离变阻器最右端5cm，电源电压为1.5V；
（2）当电流表有读数后继续将滑动变阻器左滑，滑动变阻器接入电路中的电阻变小；
（3）由乙、丙图可知，电压表示数I₁=1.35V时，电流表示数U₁=0.15A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：
U_R=U₀-U₁=1.5V-1.35V=0.15V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.15V}{0.15A}$=1Ω；
（4）当x=5cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R₁，则
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.35V}{0.15A}$=9Ω，
当x=10cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R₂，则
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω，
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω，
该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R_总=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω．
故答案为：（1）5；1.5V；（2）变小；（3）1；（4）1；14．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，关键是会分析图象得出x=5cm和x=10cm时滑动变阻器两端的电压和电流．