Question

10．如圖1所示，閉合開關，改變R₁阻值，在表中記下幾組電流表、電壓表的讀數(shù)．如圖2已作出R₂的U-I圖線．

電流/A	0.1	0.3	0.4	0.5
電壓/V	2.5	1.5	1.0	0.5

（1）求R₂的阻值．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中描點并連線．
（3）電流表示數(shù)為0.2A時，電壓U_DE=2.0V、電壓U_EF=0.5V．
（4）電流表示數(shù)為0.4A時，電壓U_DF=2.0V，求50s內(nèi)R₁、R₂消耗的總電能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)R₂的U-I圖線讀出任意一組電流與電壓值，根據(jù)歐姆定律求出R₂的阻值；
（2）利用描點法做出圖象；
（3）根據(jù)圖象讀出電流表示數(shù)為0.2A時兩電阻兩端的電壓；
（4）根據(jù)圖象讀出電流表示數(shù)為0.4A時兩電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓，根據(jù)W=UIt求出50s內(nèi)R₁、R₂消耗的總電能．

解答 解：（1）由R₂的U-I圖線可知，當U₂=0.5V時，I₂=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{0.5V}{0.2A}$=2.5Ω；
（2）利用描點法做出圖象，如下圖所示：

（3）由圖象可知，電流表示數(shù)為0.2A時，電壓U_DE=2.0V、電壓U_EF=0.5V；
（4）電流表示數(shù)為0.4A時，R₁、R₂兩端的電壓U₁=U₂=1.0V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，U_DF=U₁+U₂=1.0V+1.0V=2.0V，
50s內(nèi)R₁、R₂消耗的總電能：
W=UIt=2.0V×0.4A×50s=40J．
答：（1）R₂的阻值為2.5Ω；
（2）如上圖所示；
（3）2.0V；0.5V；
（4）2.0V；50s內(nèi)R₁、R₂消耗的總電能為40J．

點評 本題考查了歐姆定律和電功公式的應用以及描點法作圖，從圖象中獲取有用的信息是關鍵．