Question

【題目】如圖甲所示，設(shè)閉合電路中的電流為I，外部電路的等效電阻為R，電源內(nèi)部電阻為r(r為定值)，電源電動勢為E，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點有E=IR+Ir。現(xiàn)有如圖乙所示的電路，當變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)與電流表讀數(shù)的變化情況，如圖丙中AC、BC兩直線所示。

(1)電壓表V1、V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的變化圖線分別為(丙)圖中的哪一條?并加以說明。

(2) 請你計算出變阻器的總電阻R1的大小。

小貼士

電源兩極間存在電壓。實驗表明：不接用電器時，電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，物理學(xué)中用“電動勢”表征電源這一特性，即電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，用符號“E”

表示，實際上由于電源內(nèi)部有電阻，所以當電路中有電流通過時，電源的內(nèi)阻也分得一定的電壓。

小貼士

電源兩極間存在電壓。實驗表明：不接用電器時，電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，物理學(xué)中用“電動勢”表征電源這一特性，即電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，用符號“E”

表示，實際上由于電源內(nèi)部有電阻，所以當電路中有電流通過時，電源的內(nèi)阻也分得一定的電壓。

Answer 1

【答案】（1）詳見解析（2）

【解析】

根據(jù)題中“小貼士”和電路圖可知，本題考查閉合電路的歐姆定律。當滑動變阻器的滑片向左移動時，變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，定值電阻R0的電壓增大，路端電壓減小，結(jié)合圖丙進行分析判斷，確定兩電表對應(yīng)的圖線；結(jié)合圖像，利用歐姆定律求出R1的值；

解：電壓表V1測電路中電阻R0及R1兩端總電壓(或電源輸出電壓)。

（1）BC直線為電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線，AC直線為電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線。

當滑動變阻器滑片從一端滑到另一端時，電流表示數(shù)從I1增大到I4，乙圖中電壓表V2的示數(shù)U0=IR0，可知當電流表A的示數(shù)增大時，電壓表V2的示數(shù)也隨著增大：因為E=I(R0+R1)+Ir，已知電源內(nèi)阻r和電源電壓不變，可知當電流I增大時，Ir增大，則I(R0+R1)減小，即電源輸出電壓減小，所以BC直線為電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線。

（2）當滑動變阻器取最大值時，電路中電流最小為I1，電壓表V1的示數(shù)為U5,則

外部電路的等效電阻為，

當滑動變阻取最小值時，電路中電流最大，電壓表V2的示數(shù)為U4，電流表示數(shù)為I4，則

，

所以變阻器的總電阻：。