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从最右端移动到最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则定值电阻R₁的阻值和电源电压为U分别为（　　）

• A． 10Ω，6V
• B． 10Ω，4V
• C． 20Ω，4V
• D． 20Ω，6V

Answer 1

分析 当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，R₁与R₂串联，电路中的电流最小，由图象读出电表的示数，根据串联电路的电压特点表示出电源的电压；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，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R₁的阻值和电源的电压．

解答 解：由电路图可知，当滑片P在a端时，滑动变阻器全部接入电路，R₁与R₂的最大阻值串联，电压表测R₂两端电压，此时电路中电流最小，
由图象可知，此时电路中的电流I_a=0.2A，电压表示数即R₂两端的电压U₂=4V，
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压：U=I_aR₁+U₂=0.2A×R₁+4V-------①，
当滑片P在b端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为零，由图象可知，这时电路中的电流为I_b=0.6A，电源电压加在R₁上，
则电源电压：U=I_bR₁=0.6A×R₁ ----------②
联立①②解得：R₁=10Ω，U=6V；故A正确、BCD错误．
故选A．

点评 本题考查欧姆定律及串联电路规律的灵活运用，解题的关键是明确图象表示的点与滑片移动位置对应的关系．体现了数学知识在物理中的运用．