Question

【题目】如图甲所示，设闭合电路中的电流为I，外部电路的等效电阻为R，电源内部电阻为r(r为定值)，电源电动势为E，根据串联电路电压特点有E=IR+Ir。现有如图乙所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数与电流表读数的变化情况，如图丙中AC、BC两直线所示。

(1)电压表V1、V2的示数与电流表A的示数的变化图线分别为(丙)图中的哪一条?并加以说明。

(2) 请你计算出变阻器的总电阻R1的大小。

小贴士

电源两极间存在电压。实验表明：不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”

表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的内阻也分得一定的电压。

小贴士

电源两极间存在电压。实验表明：不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”

表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的内阻也分得一定的电压。

Answer 1

【答案】（1）详见解析（2）

【解析】

根据题中“小贴士”和电路图可知，本题考查闭合电路的欧姆定律。当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，结合图丙进行分析判断，确定两电表对应的图线；结合图像，利用欧姆定律求出R1的值；

解：电压表V1测电路中电阻R0及R1两端总电压(或电源输出电压)。

（1）BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，AC直线为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线。

当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时，电流表示数从I1增大到I4，乙图中电压表V2的示数U0=IR0，可知当电流表A的示数增大时，电压表V2的示数也随着增大：因为E=I(R0+R1)+Ir，已知电源内阻r和电源电压不变，可知当电流I增大时，Ir增大，则I(R0+R1)减小，即电源输出电压减小，所以BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。

（2）当滑动变阻器取最大值时，电路中电流最小为I1，电压表V1的示数为U5,则

外部电路的等效电阻为，

当滑动变阻取最小值时，电路中电流最大，电压表V2的示数为U4，电流表示数为I4，则

，

所以变阻器的总电阻：。