Question

11．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．则下列判断中错误的是（　　）

• A． 当滑片向右移动时，电压表V₁的示数U₁增大，电压表V₂的示数U₂减小
• B． 图中，AQ表示U₁-I图线，OQ表示U₂-I图线
• C． 在U-I坐标中两条图线在Q点相交，此状态滑动变阻器连人电路的阻值是0Ω
• D． 电源电压U=4.5V，定值电阻R₀的阻值1.25Ω

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器、R₀串联，电压表V₁测变阻器和灯泡两端的电压之和，电压表V₂测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡、R₀两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表V₁的示数变化，根据两电压表随电流表示数的变化判断两图象的含义；
（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车关系式求出R₀的值．

解答 解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器、R₀串联，电压表V₁测变阻器和灯泡两端的电压之和，电压表V₂测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑片向右移动时，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流增大，
由U=IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表V₂的示数U₂增大，
同理可知，R₀两端的电压增大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表V₁的示数等于电源的电压减去R₀两端的电压，其示数减小，故A错误；
综上可知，电流增大时，电压表V₁的示数减小，电压表V₂的示数U₂增大，
则AQ表示U₁-I图线，OQ表示U₂-I图线，故B正确；
（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，故C正确；
（3）由图象可知，当电路中的电流为零时，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，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₀两端的电压：
U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₀的电阻：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2.0V}{2.0A}$=1Ω，故D错误．
故选AD．

点评 本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，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，难度较大．