小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示.求:
(1)R1的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值.
网友回答
解:(1)从图乙中可知,当R1两端电压为5V时,通过的电流I=0.5A,
∵I=,
∴R1的阻值:
R1===10Ω;
(2)当滑片位于a端时,滑动变阻器连入的阻值最大,此时电路中的电流最小,定值电阻R1两端的电压也最小;当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电压表示数最大,并且等于电源电压;
由图乙可知:当滑片位于a端时,定值电阻R1两端的电压为1V,电路中的电流为0.1A;当滑片位于b端时,电压表示数为5V;
则当滑片位于a端时,滑动变阻器两端的电压:
UR=Ub-Ua=5V-1V=4V,电路中的电流I′=0.1A,
∴滑动变阻器的最大阻值:
R最大===40Ω.
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω.解析分析:(1)图乙的图象是定值电阻R1的电流-电压图象,可先从图中找出一组对应的电流-电压值,然后根据欧姆定律的变形公式R=算出R1的阻值;(2)当滑片位于a端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,定值电阻R1两端的电压也最小,所以从图乙中,得出当滑片位于a端时,定值电阻R1两端的电压和电路中的电流,串联电路的特点求滑动变阻器两端的电压,再利用欧姆定律的变形公式R=算出滑动变阻器的最大阻值.点评:本题考查了学生对欧姆定律、串联电路特点的掌握和运用,关键有二:一是公式的灵活运用,二是从I-U图象得出相关信息.