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5.如图1所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,两个电阻的U-I关系图象如图2所示.则下列判断正确的是(  )
A.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图象B.电源电压为9V
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20ΩD.R1的阻值是10Ω

分析 (1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压;R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;据此判断哪个图线是电阻R1的“U-I”关系图象,也可得到电阻R2的“U-I”关系图象;
(2)由图象找出电流为某一值时两个电压表的示数,然后由串联电路的电压特点求出电源电压;
(3)当电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图象找出最小电流和此时滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(4)从电阻R1的“U-I”关系图象中任意找出一组数据,根据欧姆定律计算R1的阻值.

解答 解:由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A、R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;
由图2可知,图线乙中电流与电压成正比,因此图线乙是电阻R1的“U-I”关系图象,则图线甲为滑动变阻器R2的“U-I”关系图象,故A错误;
B、由图2可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器电压U=9V,电阻R1的电压U=3V,
所以,电源电压U=U+U=9V+3V=12V.故B错误;
C、由图2可知,电路中最小电流为I最小=0.3A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器的电压U=9V,
则滑动变阻器最大阻值:R滑大=$\frac{{U}_{甲}}{{I}_{最小}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω.故C错误;
D、图线乙是电阻R1的“U-I”关系图象,当U=3V时,I=0.3A,
所以R1的电阻:R1=$\frac{{U}_{乙}}{{I}_{乙}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω,故D正确.
故选D.

点评 本题考查了串联电路电流、电压的特点和欧姆定律的应用,关键是会看“U-I”关系图象.

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