Question

11．甲、乙兩小組同學用圖甲所示的電路進行了一些實驗探究．

（1）甲小組選取的定值電阻為15Ω，電阻箱阻值如圖乙所示，其值為35Ω，此時電壓表的示數(shù)為3.5V，則該小組所用電源的電壓為5V；實驗中若增大電阻箱阻值，電路中的電流將變小，電壓表示數(shù)將變大 （選填變化情況）．
（2）乙小組選用其它規(guī)格的電源和定值電阻進行實驗，他們通過調(diào)節(jié)電阻箱，得到幾組電阻箱的阻值和對應的電壓值，并作出U-R圖象（如圖丙）．由圖象可知，當電阻箱阻值為40Ω時，此定值電阻兩端的電壓為2V．

Answer 1

分析 （1）①用“△”所對的數(shù)字乘以下面的倍數(shù)，然后把他們相加，就得出連入電路的電阻值；
②利用歐姆定律求出電流，然后利用U=IR求出U₁，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓太多即可得出電源電壓（U=U₁+U₂）；
③當增大電阻箱連入的阻值，電路中的總電阻增大（分壓增大），電路中的電流將變��；
（2）當電阻箱阻值為20Ω、40Ω時，由U-R圖象可找到電壓表的示數(shù)U₂′=3V，U₂″=4V，根據(jù)電源電壓不變和串聯(lián)電路的電流特點求解．

解答 解：（1）①連入電路的電阻值：R₁=0×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+5×1Ω=35Ω；
②由題知和①可知：R₁=15Ω，R₂=35Ω，U₂=3.5V
則電路中的電流為I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{3.5V}{35Ω}$=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：U₁=IR₁=0.1A×15Ω=1.5V，
所以電源電壓U=U₁+U₂=3.5V+1.5V=5V．
③當增大電阻箱連入的阻值，電路中的總電阻增大，電路中的電流將變��；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，電阻箱兩端的電壓增大，所以電壓表的示數(shù)變大．
（2）當電阻箱連入阻值R₂′=20Ω，由U-R圖象可知U₂′=3V，則電流為I′=$\frac{{U}_{2}′}{{R}_{2}′}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，
則電源電壓U=I′（R₁′+R₂′）=0.15A（R₁′+20Ω）-----①
當電阻箱連入阻值R₂″=40Ω，由U-R圖象可知U₂″=4V，則電流為I″=$\frac{{U}_{2}″}{{R}_{2}″}$=$\frac{4V}{40Ω}$=0.1A，
則電源電壓U=I″（R₁′+R₂′）=0.1A（R₁′+40Ω）--------②
①②二式聯(lián)立解得：U=6V，R₁=20Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：U₁″=U-U₂″=6V-4V=2V．
故答案為：（1）35；5；變小；變大；（2）2．

點評 本題考查串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是會從U-R圖象得出有關信息（電阻箱連入某一電阻值時的電壓值）．