如图的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值是4Ω,滑动变阻器的最大阻值10Ω.滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8V;当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V;当滑片从中点向a端移动距离s后,电压表示数为(  )A. 4VB. 6VC. 10VD. 12V

问题描述:

如图的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值是4Ω,滑动变阻器的最大阻值10Ω.滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8V;当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V;当滑片从中点向a端移动距离s后,电压表示数为(  )
A. 4V
B. 6V
C. 10V
D. 12V

滑片P置于滑动变阻器的中点时,接入电路的电阻为最大阻值10Ω的一半,根据欧姆定律可得
I=

U
R
=
8V
=2A;
UP=IRP=2A×5Ω=10V;
电源电压:U0=U+UP=8V+10V=18V.
当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V
I′=
U′
R
=
6V
=1.5A;
UP′=U0-U=18V-6V=12V;
RP′=
UP
I
=
12V
1.5A
=8Ω.
所以移动距离s,电阻变化3Ω,当滑片从中点向a端移动距离s后,接入电路的电阻变为2Ω.
I″=
U0
R+RP
=
18V
4Ω+2Ω
=3A;
U″=I″R=3A×4Ω=12V.
所以A,B,C错误,D正确.
故选D.
答案解析:分析电路图知:定值电阻与滑动变阻器串联,但电源电压以及滑片移动距离s后滑阻的阻值变化没有告诉,应分步解答:
①先求电源电压;可从滑片P位于滑阻中点时入手,已知的条件有:定值电阻两端的电压、定值电阻的阻值、滑阻的阻值,根据串联分压及欧姆定律不难解出电源电压;
②确定滑片移动距离s时,滑阻的阻值变化值;此时要从“滑片从中点向b端移动距离s”的条件入手解答,思路同①,先确定干路电流,然后由电源电压、定值电阻两端的电压确定滑阻两端的电压,从而求出此时滑动变阻器连入电路的阻值,进而能确定滑片移动距离s时滑阻的阻值变化值;
③根据②的结论,先求出“滑片从中点向a端移动距离s后”滑阻的阻值,电源电压和定值电阻的阻值已知,根据欧姆定律解答即可.
考试点:欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;滑动变阻器的使用.
知识点:此题的难点在于电源电压以及滑片移动后的阻值没有直接告知,给解题带来了一定的难度;应把握住关键条件,将题目分段解决.