4.已知导体的电阻跟导体的长度成正比。在如图所示的电路中,粗细均匀的电阻丝ab长为L,滑片P与ab接触良好,并可自由滑动,R₀为定值电阻,电源电压不变。若以P离a点的距离x为横坐标,电压表示数U为纵坐标,闭合开关S,U随x变化的图线为(


B
)答案
4.B
解析
【分析】
首先明确电路结构:定值电阻R₀与整个电阻丝ab串联,电源电压不变,因此电路总电阻恒定,总电流I保持不变。电压表测量的是滑片P到a点之间电阻丝两端的电压。根据题意,导体电阻与长度成正比,设电阻丝ab的总电阻为R_ab,则P到a段的电阻Rₓ = (x/L)R_ab(x为P离a点的距离,0≤x≤L)。结合欧姆定律推导电压表示数U与x的关系,即可判断对应图线。
【解析】
1. 电路分析:R₀与电阻丝ab串联,电源电压U总不变,总电阻R总=R₀+R_ab(定值),由欧姆定律得电路电流I=U总/R总,I为定值。
2. 电压表测量对象:电压表测P到a段电阻丝的电压,设该段电阻为Rₓ,因电阻与长度成正比,故Rₓ = (x/L)R_ab。
3. 电压表示数推导:根据欧姆定律,U=I·Rₓ = I·(R_ab/L)·x,可见U与x成正比例函数关系,图像为过原点的倾斜直线:当x=0时,U=0;当x=L时,U最大,符合此规律的图线对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电阻与长度的关系
【点评】
本题考查动态电路中电压的变化规律,核心是明确电路连接方式和电压表测量对象,利用电阻与长度的正比关系结合欧姆定律推导函数关系,难度适中,需注意避免误判电压表测量范围。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:定值电阻R₀与整个电阻丝ab串联,电源电压不变,因此电路总电阻恒定,总电流I保持不变。电压表测量的是滑片P到a点之间电阻丝两端的电压。根据题意,导体电阻与长度成正比,设电阻丝ab的总电阻为R_ab,则P到a段的电阻Rₓ = (x/L)R_ab(x为P离a点的距离,0≤x≤L)。结合欧姆定律推导电压表示数U与x的关系,即可判断对应图线。
【解析】
1. 电路分析:R₀与电阻丝ab串联,电源电压U总不变,总电阻R总=R₀+R_ab(定值),由欧姆定律得电路电流I=U总/R总,I为定值。
2. 电压表测量对象:电压表测P到a段电阻丝的电压,设该段电阻为Rₓ,因电阻与长度成正比,故Rₓ = (x/L)R_ab。
3. 电压表示数推导:根据欧姆定律,U=I·Rₓ = I·(R_ab/L)·x,可见U与x成正比例函数关系,图像为过原点的倾斜直线:当x=0时,U=0;当x=L时,U最大,符合此规律的图线对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电阻与长度的关系
【点评】
本题考查动态电路中电压的变化规律,核心是明确电路连接方式和电压表测量对象,利用电阻与长度的正比关系结合欧姆定律推导函数关系,难度适中,需注意避免误判电压表测量范围。
【难度系数】
0.5
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