Question

3．如图甲所示电路，电源电压不变，R₁为定值电阻．闭合开关S，将滑动变阻器R₂的滑片P从a向b移动的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示，则电源电压为6V．当滑动变阻器的滑片P在中点时，两电表的示数对应于乙图中的B点（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）．

Answer 1

分析 （1）根据滑片在a、b两点时电路的连接情况，由电源电压保持不变的特点，利用欧姆定律列出关于电压的等式，即可求出电源电压和R₁的阻值；
（2）由图可知滑动变阻器R₂两端的电压和通过的电流值，根据欧姆定律求出R₂，则当滑动变阻器的滑片P在中点时，连入电路的阻值为$\frac{1}{2}$R₂，如何根据串联电路的特点和欧姆定律求出串联电路的电流，由图象可知对应的点．

解答 解：
（1）由电路图可知，当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，R₁与R₂串联，即电路中电流最小时，则由图象可知此时电路中的电流I_a=0.2A，R₂两端的电压U₂=4V，
由欧姆定律得：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{a}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
串联电路中总电压等于各分电压之和，根据欧姆定律可得：
电源电压U=I_aR₁+U₂，
即：U=0.2A×R₁+4V…①
当滑片P在b端时，滑动变阻器没有连入电路，电压表示数为零，由图象可知这时电路中电流为I_b=0.6A，电源电压加在R₁上，则U=I_bR₁；
即：U=0.6A×R₁ …②
解①②得：R₁=10Ω，U=6V；
当滑动变阻器的滑片P在中点时，则滑动变阻器连入电路的阻值为R₂′=$\frac{1}{2}$R₂=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
所以总阻值：R′=R₁+R₂′=10Ω+10Ω=20Ω，
则电流表的示数为：I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A．
由图象可知：电流表示数为0.3A时对应的点是B．
故答案为：6；B．

点评 本题关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，难点是明确滑片移动过程中电路的变化情况，本题重点考查了应用图象解决问题，这是以后学习的重点．