
【訣竅】
1.上定下滑,分辨定滑。
2.找特殊點,畫等效圖。
【淺釋】
電路圖
標(biāo)準(zhǔn):反映兩表示數(shù)變化關(guān)系
圖 像
依據(jù):圖像形狀
1.從圖像上可以直觀的看出:圖線向上傾斜的為定值電阻,向下傾斜的為滑動變阻器。
2.所謂“特殊點”,即圖像上的起點、終點、交叉點、拐點等,把這些點與電路圖與有機的結(jié)合起來,弄清相關(guān)物理量間的關(guān)系。
【詳解】
1.圖線辨別:上定下滑。
(正比)
U2=IR2=U-IR1
2.常見物理量的求解方式:
(1)定值電阻R1的阻值:(任一點)
(2)電源電壓:①U電源=U1+U2;②U1max(RP從最大至最?。?;③I-U2圖線延長,與U軸的交點。
(3)滑動變阻器的最大值(電路中電流最?。?br>3.涉及物理量R2的圖像:找特殊點(比如滑片取0或最大值),畫出等效電路圖求解。
【例題】
例1.(多選)圖甲是探究歐姆定律的實驗電路,電源電壓恒定,R1是滑動變阻器,R2是定值電阻;圖乙中的a、b分別是將滑動變阻器R1的滑片從最左端移動到最右端的過程中,電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V1、V2的示數(shù)變化關(guān)系圖象。下列說法中正確的是( )
A.圖線a是電流表A的示數(shù)隨電壓表V1的示數(shù)變化關(guān)系圖象
B.當(dāng)電壓表V1、V2的示數(shù)相等時,滑片在滑動變阻器的中點位置
C.電源電壓是6V D.定值電阻阻值是10Ω
解析:(1)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,
將滑動變阻器R1的滑片從最左端移動到最右端的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變小,串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,所以電路總電阻變小,
根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變大,
根據(jù)U= IR可知定值電阻兩端的電壓變大,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以滑動變阻器兩端的電壓變小,
據(jù)此可知圖線a是通過電路的電流隨電壓表V1的示數(shù)變化關(guān)系圖象,圖線b是通過電路的電流與電壓表V2的示數(shù)變化關(guān)系圖象,故A正確;
(2)當(dāng)電壓表V1、V2的示數(shù)相等時,由乙圖可知此時通過電路的電流為0.3A ,此時兩電壓表示數(shù)均為3V串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,則電源電壓:U=3V+3V=6V,故C正確;
定值電阻的阻值:,故D正確;
根據(jù)歐姆定律可知,此時滑動變阻器接入電路的電阻等于定值電阻的阻值, 都為10Ω。
(3)由圖乙可知通過電路的電流最小為0.1A,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得此時滑動變阻器接入電路的電阻最大,
根據(jù)歐姆定律可得此時定值電阻兩端的電壓:U2=I′R2=0.1A×10Ω= 1V
此時滑動變阻器兩端的電壓:U1=U-U2=6V-1V=5V,
則滑動變阻器的最大阻值:
據(jù)此可判斷當(dāng)電壓表V1、V2的示數(shù)相等時,滑片不在滑動變阻器的中點位置,故B錯誤。
故選:ACD。
例2.如甲圖所示的電路中,滑動變阻器的滑片從a端移到端,定值電阻R1兩端的電壓隨滑動變阻器R2阻值變化的圖像如乙圖所示,下列說法中正確的是( )
A. R1= 10Ω B.電源電壓12V C.當(dāng)R2=20Ω時,電路中的電流為0.1A
D.當(dāng)P滑到b端時,通過電阻R1和通過R2的電流之比為I1∶I2=5∶1
解析:由電路圖可知,閉合開關(guān),定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓。而圖像中,縱坐標(biāo)為定值電阻R1兩端電壓,橫坐標(biāo)為滑動變阻器R2的阻值,它們描述的不是同一個用電器的量。所以這種情況要處理的話沒有很好的方法,只能是找特殊點,然后代入電路圖,進一步畫出等效電路圖,從而求解。
B.當(dāng)R2的滑片位于a端時,R2接入電路的電阻為零,此時電路為R1的簡單電路,根據(jù)圖乙可知電壓表的示數(shù)為6V,即電源電壓為U = 6V,故B錯誤;
6V
R1
a點
6V
R1
b點
R2
=50Ω
1V
AC.當(dāng)R2 = 20Ω時,由圖乙可知,R1兩端的電壓為:U1 = 2V,
因為串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,
所以R2兩端的電壓為:U2 = U- U1 = 6V-2V= 4V,
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以電路中的電流為:,故C錯誤;
R1的阻值為:,故A正確;
D.當(dāng)R2的滑片位于b端時,R2接入電路的電阻最大,因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以通過兩電阻的電流之比為I1∶I2 = 1∶1,故D錯誤。
故選:A。
【練習(xí)】
1.如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示,下列說法不正確的是( )
A.電源電壓是9V B.定值電阻R的阻值是6Ω
C.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω
D.若定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時,電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為9V
2.如圖甲所示的電路中R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移動到b端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示,移動過程中,電壓表的示數(shù)_______。分析圖像可知,電源電壓為_______V,定值電阻R1的阻值為_______Ω,滑動變阻器的最大阻值是______Ω。
3.如圖甲所示的電路中,電源電壓恒定,R1、R2是定值電阻,R3是滑動變阻器。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P由a端移到b端,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的關(guān)系如圖乙所示,則______(選填“AB”或“BC”)段是電壓表V2示數(shù)變化的圖像,電源電壓為______V。
4.如圖所示電路,電源電壓不變,滑動變阻器上標(biāo)有“2A 20Ω”字樣。下列四個圖像中,能正確表示開關(guān)S閉合后,通過燈泡L的電流I與滑動變阻器連入電路的電阻R的關(guān)系的是( A )
5.如圖甲所示,R2為電阻箱調(diào)節(jié)R2時電流表示數(shù)隨之變化。如圖乙所示是電阻箱阻值R2與電流表示數(shù)的倒數(shù)的圖象。則定值電阻R1與電源電壓U的大小分別為( B )
A.5Ω 30V B.5Ω 2.5V C. 10Ω 20V D. 10Ω 10V
參考答案:1.C 2、變大;3;5;10 3.BC;12 4.A 5.B
4.找特殊點:此題是圖像問題,要根據(jù)數(shù)學(xué)知識明確屬于哪一類函數(shù)圖象,再結(jié)合一些細(xì)節(jié)選出正確答案。
此電路為串聯(lián)電路,通過小燈泡的電流和通過滑動變阻器的電流相等,根據(jù)歐姆定律,電流和電阻成反比,好像A、B、C、D選項都沒問題。
當(dāng)滑動變阻器的阻值最大為20Ω時,電路中的電流最小,但不可能為0,所以可排除C、D選項。
而A、B寫出表達(dá)式為:,可見這是一個反比例函數(shù),圖像不可是直線,所以選A。
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