6. 如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化如图乙所示。则可判断电源电压是 V,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。

答案
$\boldsymbol{12}$;$\boldsymbol{16}$
解析
【分析】
本题是串联电路的动态分析问题,需结合U-I图像求解电源电压和滑动变阻器最大阻值。解题思路:①当滑片在滑动变阻器的a端时,其接入电阻为0,电路仅含定值电阻R,电压表测电源电压,此时电流最大,对应图乙的最大电流点,可直接得到电源电压;②当滑片在滑动变阻器的b端时,其接入电阻最大,电路电流最小,此时电压表测定值电阻R的电压,结合串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,再利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解析】
1. 当滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,此时电路电流最大。由图乙可知,最大电流$I_{大}=1.5A$,对应的电压表示数为12V,因此电源电压$U=12V$。
2. 当滑片P滑到b端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小。由图乙可知,最小电流$I_{小}=0.5A$,此时定值电阻R两端电压$U_{R}=4V$。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U - U_{R}=12V - 4V=8V$。根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_{小}}=\frac{8V}{0.5A}=16Ω$。
【答案】
12;16
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用,关键是分析滑片在两端时的电路状态,从图像中提取对应数据,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题是串联电路的动态分析问题,需结合U-I图像求解电源电压和滑动变阻器最大阻值。解题思路:①当滑片在滑动变阻器的a端时,其接入电阻为0,电路仅含定值电阻R,电压表测电源电压,此时电流最大,对应图乙的最大电流点,可直接得到电源电压;②当滑片在滑动变阻器的b端时,其接入电阻最大,电路电流最小,此时电压表测定值电阻R的电压,结合串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,再利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解析】
1. 当滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,此时电路电流最大。由图乙可知,最大电流$I_{大}=1.5A$,对应的电压表示数为12V,因此电源电压$U=12V$。
2. 当滑片P滑到b端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小。由图乙可知,最小电流$I_{小}=0.5A$,此时定值电阻R两端电压$U_{R}=4V$。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U - U_{R}=12V - 4V=8V$。根据欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_{小}}=\frac{8V}{0.5A}=16Ω$。
【答案】
12;16
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用,关键是分析滑片在两端时的电路状态,从图像中提取对应数据,难度适中。
【难度系数】
0.5
7. (2025·绵阳中考)如图所示,电源电压恒定, $R_1$、$R_2$是定值电阻。闭合开关S,若从左向右移动滑动变阻器R的滑片,所有电表的示数均不超量程,则在此过程中 ()

A.$V_1$、$V_2$和A表的示数均增大
B.$V_1$表的示数增大,$V_2$表和A表的示数减小
C.$V_2$表的示数与$V_1$表的示数的差值减小
D.$V_1$表的示数变化量小于$V_2$表的示数变化量
A.$V_1$、$V_2$和A表的示数均增大
B.$V_1$表的示数增大,$V_2$表和A表的示数减小
C.$V_2$表的示数与$V_1$表的示数的差值减小
D.$V_1$表的示数变化量小于$V_2$表的示数变化量
答案
C
解析
【分析】
首先明确电路结构:$R_1$、滑动变阻器$R$、定值电阻$R_2$串联,电流表$\mathrm{A}$测串联电路的电流,电压表$\mathrm{V}_1$测滑动变阻器$R$两端的电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$R$和$R_2$两端的总电压。当滑片从左向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻随之变化,结合欧姆定律和串联电路电压规律,逐一分析各电表示数的变化,判断选项正确性。
【解析】
电路为$R_1$、$R$、$R_2$串联,电流表测电路电流,$\mathrm{V}_1$测$R$的电压,$\mathrm{V}_2$测$R$与$R_2$的总电压。
1. 滑片右移→$R$接入电阻变大→总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R+R_2$变大→电源电压$U_{\mathrm{总}}$恒定,由$I=\frac{U_{\mathrm{总}}}{R_{\mathrm{总}}}$得,电路电流$I$减小→电流表示数$\mathrm{A}$减小,排除选项A(A中$\mathrm{A}$示数增大)。
2. 电压表$\mathrm{V}_2$的示数:$U_{\mathrm{V}_2}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}$($U_{R_1}$为$R_1$的电压),$U_{R_1}=IR_1$,因$I$减小→$U_{R_1}$减小→$U_{\mathrm{V}_2}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}$增大;电压表$\mathrm{V}_1$的示数:$U_{\mathrm{V}_1}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}-U_{R_2}$($U_{R_2}$为$R_2$的电压),$U_{R_2}=IR_2$,$I$减小→$U_{R_2}$减小,故$U_{\mathrm{V}_1}$增大,选项B中“$\mathrm{V}_2$示数减小”错误,排除B。
3. $\mathrm{V}_2$与$\mathrm{V}_1$的差值:$U_{\mathrm{V}_2}-U_{\mathrm{V}_1}=(U_R+U_{R_2})-U_R=U_{R_2}$,$U_{R_2}=IR_2$,$I$减小、$R_2$不变→$U_{R_2}$减小,即差值减小,选项C正确。
4. 变化量分析:由$U_{\mathrm{总}}=U_{R_1}+U_{\mathrm{V}_2}$得$\Delta U_{R_1}+\Delta U_{\mathrm{V}_2}=0$;由$U_{\mathrm{总}}=U_{R_1}+U_{\mathrm{V}_1}+U_{R_2}$得$\Delta U_{R_1}+\Delta U_{\mathrm{V}_1}+\Delta U_{R_2}=0$,联立得$\Delta U_{\mathrm{V}_2}=\Delta U_{\mathrm{V}_1}+\Delta U_{R_2}$,因$\Delta U_{R_2}$为负,故$|\Delta U_{\mathrm{V}_1}|>|\Delta U_{\mathrm{V}_2}|$,即$\mathrm{V}_1$示数变化量大于$\mathrm{V}_2$的,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律应用;动态电路分析
【点评】
本题为串联电路动态分析题,需明确各电表测量对象,结合欧姆定律和串联电路规律逐步推导,是中考常见题型,考查电路分析能力。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:$R_1$、滑动变阻器$R$、定值电阻$R_2$串联,电流表$\mathrm{A}$测串联电路的电流,电压表$\mathrm{V}_1$测滑动变阻器$R$两端的电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$R$和$R_2$两端的总电压。当滑片从左向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻随之变化,结合欧姆定律和串联电路电压规律,逐一分析各电表示数的变化,判断选项正确性。
【解析】
电路为$R_1$、$R$、$R_2$串联,电流表测电路电流,$\mathrm{V}_1$测$R$的电压,$\mathrm{V}_2$测$R$与$R_2$的总电压。
1. 滑片右移→$R$接入电阻变大→总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R+R_2$变大→电源电压$U_{\mathrm{总}}$恒定,由$I=\frac{U_{\mathrm{总}}}{R_{\mathrm{总}}}$得,电路电流$I$减小→电流表示数$\mathrm{A}$减小,排除选项A(A中$\mathrm{A}$示数增大)。
2. 电压表$\mathrm{V}_2$的示数:$U_{\mathrm{V}_2}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}$($U_{R_1}$为$R_1$的电压),$U_{R_1}=IR_1$,因$I$减小→$U_{R_1}$减小→$U_{\mathrm{V}_2}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}$增大;电压表$\mathrm{V}_1$的示数:$U_{\mathrm{V}_1}=U_{\mathrm{总}}-U_{R_1}-U_{R_2}$($U_{R_2}$为$R_2$的电压),$U_{R_2}=IR_2$,$I$减小→$U_{R_2}$减小,故$U_{\mathrm{V}_1}$增大,选项B中“$\mathrm{V}_2$示数减小”错误,排除B。
3. $\mathrm{V}_2$与$\mathrm{V}_1$的差值:$U_{\mathrm{V}_2}-U_{\mathrm{V}_1}=(U_R+U_{R_2})-U_R=U_{R_2}$,$U_{R_2}=IR_2$,$I$减小、$R_2$不变→$U_{R_2}$减小,即差值减小,选项C正确。
4. 变化量分析:由$U_{\mathrm{总}}=U_{R_1}+U_{\mathrm{V}_2}$得$\Delta U_{R_1}+\Delta U_{\mathrm{V}_2}=0$;由$U_{\mathrm{总}}=U_{R_1}+U_{\mathrm{V}_1}+U_{R_2}$得$\Delta U_{R_1}+\Delta U_{\mathrm{V}_1}+\Delta U_{R_2}=0$,联立得$\Delta U_{\mathrm{V}_2}=\Delta U_{\mathrm{V}_1}+\Delta U_{R_2}$,因$\Delta U_{R_2}$为负,故$|\Delta U_{\mathrm{V}_1}|>|\Delta U_{\mathrm{V}_2}|$,即$\mathrm{V}_1$示数变化量大于$\mathrm{V}_2$的,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律应用;动态电路分析
【点评】
本题为串联电路动态分析题,需明确各电表测量对象,结合欧姆定律和串联电路规律逐步推导,是中考常见题型,考查电路分析能力。
【难度系数】
0.5
8. 核心素养 科学态度与责任 如图所示是某简易煤气检测电路,其中Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表,闭合开关S,当煤气浓度升高时,要求仪表的示数增大,则 ()

A.选用电压表接在a、b之间
B.选用电压表接在b、c之间
C.选用电流表接在b、c之间
D.选用电流表接在a、c之间
A.选用电压表接在a、b之间
B.选用电压表接在b、c之间
C.选用电流表接在b、c之间
D.选用电流表接在a、c之间
答案
A
解析
【分析】首先明确电路中定值电阻R与气敏元件Q串联,电源电压恒定。当煤气浓度升高时,气敏元件Q的阻值减小,导致电路总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中的电流增大。接下来需分析各选项中仪表的测量对象及示数变化,判断是否符合“煤气浓度升高时仪表示数增大”的要求。
【解析】
1. 电路结构:R与Q串联,电源电压U不变,总电阻$ R_{总}=R+R_Q $,电路电流$ I=\frac{U}{R_{总}} $。
2. 煤气浓度升高→$ R_Q $减小→$ R_{总} $减小→$ I $增大。
3. 逐一分析选项:
A选项:电压表接a、b间,测量定值电阻R两端的电压。根据$ U=IR $,I增大、R不变,故$ U_{ab}=IR $增大,符合要求。
B选项:电压表接b、c间,测量气敏元件Q两端的电压。串联电路总电压$ U=U_{ab}+U_{bc} $,U不变,$ U_{ab} $增大则$ U_{bc}=U-U_{ab} $减小,不符合要求。
C选项:电流表接b、c间,相当于短路Q,电路中只有定值电阻R,总电阻不变,电流I不变,煤气浓度变化不影响电流表示数,不符合要求。
D选项:电流表接a、c间,会造成电源短路,损坏电路,无法实现煤气检测,不符合要求。
【答案】A
【知识点】欧姆定律、串联电路特点、动态电路分析
【点评】本题结合气敏元件特性考查动态电路分析,需明确仪表测量对象,利用欧姆定律和串联电路规律推导电表示数变化,是初中物理常见的电路应用题型。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 电路结构:R与Q串联,电源电压U不变,总电阻$ R_{总}=R+R_Q $,电路电流$ I=\frac{U}{R_{总}} $。
2. 煤气浓度升高→$ R_Q $减小→$ R_{总} $减小→$ I $增大。
3. 逐一分析选项:
A选项:电压表接a、b间,测量定值电阻R两端的电压。根据$ U=IR $,I增大、R不变,故$ U_{ab}=IR $增大,符合要求。
B选项:电压表接b、c间,测量气敏元件Q两端的电压。串联电路总电压$ U=U_{ab}+U_{bc} $,U不变,$ U_{ab} $增大则$ U_{bc}=U-U_{ab} $减小,不符合要求。
C选项:电流表接b、c间,相当于短路Q,电路中只有定值电阻R,总电阻不变,电流I不变,煤气浓度变化不影响电流表示数,不符合要求。
D选项:电流表接a、c间,会造成电源短路,损坏电路,无法实现煤气检测,不符合要求。
【答案】A
【知识点】欧姆定律、串联电路特点、动态电路分析
【点评】本题结合气敏元件特性考查动态电路分析,需明确仪表测量对象,利用欧姆定律和串联电路规律推导电表示数变化,是初中物理常见的电路应用题型。
【难度系数】0.6
1. 我国手机芯片的研发和生产迅速发展,芯片的主要材料是(填“超导体”或“半导体”);如图所示为旋转式变阻器,若将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入风扇中,则连入电路的弧形电阻片是(填“AP”“PB”或“AB”)段;当轴沿顺时针方向旋转时,风速将(填“变大”“变小”或“不变”)。

答案
解:
芯片的主要材料是半导体;
将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入电路时,电流经接线柱C、滑片P、弧形电阻片PB、接线柱B形成通路,因此连入电路的弧形电阻片是PB段;
当轴沿顺时针方向旋转时,滑片P向B端移动,PB段接入电路的电阻长度变短,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,风扇风速将变大。
答案依次为:半导体;PB;变大。
芯片的主要材料是半导体;
将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入电路时,电流经接线柱C、滑片P、弧形电阻片PB、接线柱B形成通路,因此连入电路的弧形电阻片是PB段;
当轴沿顺时针方向旋转时,滑片P向B端移动,PB段接入电路的电阻长度变短,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,风扇风速将变大。
答案依次为:半导体;PB;变大。
解析
【分析】首先,芯片的核心材料为半导体,属于需记忆的基础知识点;对于旋转式变阻器,判断接入的电阻段时,需明确电流路径:接入B、C接线柱时,电流从C经滑片P流向B,因此接入的电阻段是PB;当轴顺时针旋转时,滑片向B移动,PB段电阻长度变化,进而改变电路电流,电流大小会影响风扇风速,电阻越小电流越大,风速越大。
【解析】1. 芯片材料:芯片由半导体材料制成,超导体电阻为零,不适合制作芯片,故填半导体。2. 旋转式变阻器接入段:将B、C接入电路时,电流路径为C→滑片P→弧形电阻片PB→B,因此连入电路的是PB段。3. 风速变化:轴顺时针旋转时,滑片P向B移动,PB段接入电阻长度变短,电阻变小,电路电流变大,风扇风速随电流增大而变大。
【答案】半导体;PB;变大
【知识点】半导体的应用;变阻器的工作原理;电阻与电流的关系
【点评】本题结合实际应用考查基础知识点,难度较低,需学生掌握半导体特点、变阻器工作原理及电阻对电流的影响,属于常见基础题型。
【难度系数】0.3
【解析】1. 芯片材料:芯片由半导体材料制成,超导体电阻为零,不适合制作芯片,故填半导体。2. 旋转式变阻器接入段:将B、C接入电路时,电流路径为C→滑片P→弧形电阻片PB→B,因此连入电路的是PB段。3. 风速变化:轴顺时针旋转时,滑片P向B移动,PB段接入电阻长度变短,电阻变小,电路电流变大,风扇风速随电流增大而变大。
【答案】半导体;PB;变大
【知识点】半导体的应用;变阻器的工作原理;电阻与电流的关系
【点评】本题结合实际应用考查基础知识点,难度较低,需学生掌握半导体特点、变阻器工作原理及电阻对电流的影响,属于常见基础题型。
【难度系数】0.3
2. (2025·宿州埇桥区期中)如图所示,有一个长方体金属电阻,其材料分布均匀,长为a,宽为b,高为c,且$a>b>c$,电流分别沿图中的甲、乙两种方式流过金属电阻时,其中电阻阻值较大的是(填“甲”或“乙”)。

答案
$\boldsymbol{乙}$
解析
【分析】要判断两种电流流过金属电阻时的阻值大小,需利用电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$相同),分别确定甲、乙两种方式中电流通过的导体长度$L$和横截面积$S$,再结合已知边长关系比较电阻大小。首先明确:甲中电流路径长度为$c$,横截面积为$a· b$;乙中电流路径长度为$a$,横截面积为$b· c$。
【解析】根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,金属材料相同,电阻率$\rho$一致:
1. 甲方式:电流长度$L_甲=c$,横截面积$S_甲=a· b$,则电阻$R_甲=\rho\frac{c}{ab}$;
2. 乙方式:电流长度$L_乙=a$,横截面积$S_乙=b· c$,则电阻$R_乙=\rho\frac{a}{bc}$;
比较两者大小:因$a>b>c$,故$\frac{R_乙}{R_甲}=\frac{\rho\frac{a}{bc}}{\rho\frac{c}{ab}}=\frac{a^2}{c^2}>1$,即$R_乙>R_甲$,阻值较大的是乙。
【答案】乙
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的基础应用,核心是正确识别电流路径对应的长度和横截面积,结合已知边长关系即可完成判断,属于常规基础题。
【难度系数】0.3
【解析】根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,金属材料相同,电阻率$\rho$一致:
1. 甲方式:电流长度$L_甲=c$,横截面积$S_甲=a· b$,则电阻$R_甲=\rho\frac{c}{ab}$;
2. 乙方式:电流长度$L_乙=a$,横截面积$S_乙=b· c$,则电阻$R_乙=\rho\frac{a}{bc}$;
比较两者大小:因$a>b>c$,故$\frac{R_乙}{R_甲}=\frac{\rho\frac{a}{bc}}{\rho\frac{c}{ab}}=\frac{a^2}{c^2}>1$,即$R_乙>R_甲$,阻值较大的是乙。
【答案】乙
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的基础应用,核心是正确识别电流路径对应的长度和横截面积,结合已知边长关系即可完成判断,属于常规基础题。
【难度系数】0.3
3. (2025·广安中考)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L的额定电压为6 V,闭合开关S后,当滑片P从滑动变阻器右端滑到左端的过程中,小灯泡L的U-I关系图像如乙图所示,则电源电压为V,滑动变阻器的最大阻值为Ω。

答案
解:
当滑片P滑到滑动变阻器左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,小灯泡两端电压等于电源电压。由图乙可知,此时小灯泡两端电压为6V,因此电源电压$U=6\ \mathrm{V}$。
当滑片P在滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小。由图乙可知,此时电路电流$I=0.2\ \mathrm{A}$,小灯泡两端电压$U_L=2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端的电压:
$U_R = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$
由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值:
$R_{\mathrm{max}} = \frac{U_R}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$
答:电源电压为$\boldsymbol{6}$V,滑动变阻器的最大阻值为$\boldsymbol{20}$Ω。
当滑片P滑到滑动变阻器左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,小灯泡两端电压等于电源电压。由图乙可知,此时小灯泡两端电压为6V,因此电源电压$U=6\ \mathrm{V}$。
当滑片P在滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小。由图乙可知,此时电路电流$I=0.2\ \mathrm{A}$,小灯泡两端电压$U_L=2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端的电压:
$U_R = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$
由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值:
$R_{\mathrm{max}} = \frac{U_R}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$
答:电源电压为$\boldsymbol{6}$V,滑动变阻器的最大阻值为$\boldsymbol{20}$Ω。
解析
【分析】
首先明确电路连接:小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电路电流。解题思路:①当滑片滑到滑动变阻器左端时,接入电阻为0,小灯泡两端电压等于电源电压,结合U-I图像找到对应电压即可得电源电压;②当滑片滑到滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小,从图像提取此时的电流和小灯泡电压,利用串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,再结合欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解析】
1. 求电源电压:当滑片P滑到滑动变阻器左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡两端电压等于电源电压。由图乙可知,此时电路电流最大(0.4A),小灯泡两端电压为6V,因此电源电压$U = 6\ \mathrm{V}$。
2. 求滑动变阻器的最大阻值:当滑片P滑到滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小。由图乙可知,此时电路电流$I = 0.2\ \mathrm{A}$,小灯泡两端电压$U_L = 2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压:$U_R = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,可得滑动变阻器的最大阻值:$R_{\mathrm{max}} = \frac{U_R}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$。
【答案】
6;20
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点与U-I图像,考查电源电压和滑动变阻器最大阻值的计算,关键是分析滑片在两端时的电路状态,从图像提取对应数据,属于电路动态分析的基础题型,注重对基础知识的应用。
【难度系数】
0.5
首先明确电路连接:小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电路电流。解题思路:①当滑片滑到滑动变阻器左端时,接入电阻为0,小灯泡两端电压等于电源电压,结合U-I图像找到对应电压即可得电源电压;②当滑片滑到滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小,从图像提取此时的电流和小灯泡电压,利用串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,再结合欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解析】
1. 求电源电压:当滑片P滑到滑动变阻器左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为小灯泡的简单电路,小灯泡两端电压等于电源电压。由图乙可知,此时电路电流最大(0.4A),小灯泡两端电压为6V,因此电源电压$U = 6\ \mathrm{V}$。
2. 求滑动变阻器的最大阻值:当滑片P滑到滑动变阻器右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小。由图乙可知,此时电路电流$I = 0.2\ \mathrm{A}$,小灯泡两端电压$U_L = 2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压:$U_R = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,可得滑动变阻器的最大阻值:$R_{\mathrm{max}} = \frac{U_R}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$。
【答案】
6;20
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点与U-I图像,考查电源电压和滑动变阻器最大阻值的计算,关键是分析滑片在两端时的电路状态,从图像提取对应数据,属于电路动态分析的基础题型,注重对基础知识的应用。
【难度系数】
0.5
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