Question

小明用圖甲所示的電路，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系．電源電壓恒為6V．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他做了六次實(shí)驗(yàn)，每次改變電阻箱R₁的阻值后．通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器始終保持R₁兩端的電壓不變，記下相應(yīng)的電流值．根據(jù)記錄的六組數(shù)據(jù)，他在方格紙上描出了電流I與電阻箱阻值R₁的關(guān)系圖線，如圖乙．
（1）記錄第一組數(shù)據(jù)時(shí)，電阻箱R₁的阻值為4Ω，此時(shí)電流表示數(shù)是多少？
（2）小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中．控制電阻箱R₁兩端的電壓是多大？
（3）記錄第二組數(shù)據(jù)時(shí)，小明記下電流表的示數(shù)為0.4A，此時(shí)電阻箱消耗的功率是多少？滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是多大？

Answer 1

解：（1）由圖象可知，當(dāng)R₁′=4Ω時(shí)，I₁=0.5A，即電流表的示數(shù)為0.5A；
答：記錄第一組數(shù)據(jù)時(shí)，電阻箱R₁的阻值為4Ω，此時(shí)電流表示數(shù)是0.5A．
（2）在圖線上任取一組電流和電阻的數(shù)值，比如R₁′=4Ω時(shí)，I₁=0.5A，根據(jù)公式計(jì)算出電阻箱R₁兩端的電壓為U=R₁′I₁=4Ω×0.5A=2V；
答：小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制電阻箱R₁兩端的電壓是2V．
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，從圖象可知R₁=5Ω，
∴電阻箱R₁消耗的功率 P=I²R₁=（0.4A）²×5Ω=0.8W
電源電壓恒為6V，電路總電阻R===15Ω
∴滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R₂=R-R₁=15Ω-5Ω=10Ω
答：小明記下電流表的示數(shù)為0.4A，此時(shí)電阻箱消耗的功率是0.8W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是10Ω．
分析：圖象中，橫坐標(biāo)表示電阻，縱坐標(biāo)表示電流，研究的是電流與電阻的關(guān)系．
（1）根據(jù)R₁的阻值為4Ω，找到縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的電流值，注意每一小格代表的電流大�。�
（2）根據(jù)圖象中任何一個(gè)電阻值，找到對(duì)應(yīng)的電流值，由歐姆定律的變形公式U=IR計(jì)算出電壓；
（3）小明記下電流表的示數(shù)為0.4A，找到對(duì)應(yīng)的電阻值，據(jù)P=I²R計(jì)算出電功率，依據(jù)總電壓和電流算出總電阻，總電阻減去R₁的阻值，就得到滑動(dòng)變阻器的接入電路的阻值．
點(diǎn)評(píng)：圖象信息題，抓住圖象橫縱坐標(biāo)表示的物理量，結(jié)合物理量之間的關(guān)系進(jìn)行分析，重點(diǎn)考查學(xué)生分析能力和知識(shí)綜合運(yùn)用能力．