如图甲所示的电路中，闭合开关S，将变阻器R的滑动触头P从一端移到另一端，得到两个电压表V1及V2的示数随电流表A示数的图线如图乙所示．求：（1）电源电压及R0的值；（2）滑动变阻器的

Question

如图甲所示的电路中，闭合开关S，将变阻器R的滑动触头P从一端移到另一端，得到两个电压表V₁及V₂的示数随电流表A示数的图线如图乙所示．求：
（1）电源电压及R₀的值；
（2）滑动变阻器的最大阻值R_max；
（3）在图乙的U-I图上画出电压表的V₃示数随电流表A示数变化的图线．（不需要写出作画依据，仅画出图线即可）

Answer 1

（1）由图可知，闭合开关后，电阻R₀、灯泡和滑动变阻器串联，电压表V₂测变阻器与灯的总电压，V₁测灯的电压，而电压表V₃测R₀的电压；
根据串联电路电压的规律可知，V₂的示数大于V₁的示数，根据图乙两个图象相同电流下的电压大小关系可知，图乙中，倾斜直线表示电压表V₂的示数随电流表A示数的变化图线，曲线表示电压表V₁的示数随电流表A示数的变化图线；
设电源电压为U，在图乙中取（4.5V，0.3A）及（3.0V，0.6A）两点，即对应V₂的示数为4.5V时，电路中电流为0.3A；当V₂的示数为3.0V时，电路中电流为0.6A；
根据串联电路电压的规律和电流的规律，由这两组数据列方程得：
电源电压U=4.5V+0.3A•R₀-------①
电源电压U=3.0V+0.6A•R₀-------②
解得：R₀=5Ω，电源电压U=6V．                           
（2）当滑片P在最右端时，滑动变阻器接入的阻值为最大，此时电路中的电流最小，
由图可知，此时I=0.3A，此时V₂的示数为4.5V，V₁的示数为0.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压U_R=4.5V-0.5V=4V，
则滑动变阻器的最大阻值：

R

max

=(UR)/(I)=(4V)/(0.3A)=13.3Ω；
（3）V₃测R₀的电压，因R₃为定值电阻，所以V₃示数随电流表A示数变化的图线为一直线（其延长线过坐标原点）；当变阻器连入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大为为0.6A，V₂的示数为3V，根据串联电路电压的规律，所以此时V₃的示数为6V-3V=3V；
当变阻器连入电路中的电阻最大时，电流最小为0.3A，此时V₂的示数为4.5V，根据串联电路电压的规律，此时V₃的示数为6V-4.5V=1.5V；
由此在坐标系中确定所画直线的两个端点，将这两个点连接起来即可，如下图所示：

答：（1）电源电压为6V，R₀的值为5Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值R_max为13.3Ω；
（3）在图乙的U-I图上画出电压表的V₃示数随电流表A示数变化的图线，如上图所示．