分析:
分析电路图,滑动变阻器R$_1$、电阻R$_2$、电阻R_0串联在电路中,电压表V1测量R$_1$和R$_2$两端的总电压,电压表V$_2$测量R$_2$两端的电压,电流表测量电路中的电流.
当滑片P向左移动时,滑动变阻器R$_1$连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,R_0两端的电压变大,R$_2$两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R$_1$和R$_2$两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分b为R$_1$和R$_2$的I-U图象,下半部分a为R$_2$的I-U图象.
由图象可知:
当电压表V$_1$的示数(R$_1$和R$_2$两端的电压)为10V时,此时电压表V$_2$的示数(R$_2$两端的电压)为1V,电路中的电流为1A,据此可得U=U$_1$+U_0=10V+IR_0,R$_2$=$\frac {U$_2$}{I}$;
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A,此时两电压表的示数都为4V,据此可得U=U$_2$′+U_0′=4V+I′R_0,和上面的方程组成方程组求解R$_2$、R_0和电源电压.
解答:
解:由图知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R$_1$连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,
根据欧姆定律的推导公式U=IR可知,R_0两端的电压变大,R$_2$两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R$_1$和R$_2$两端的总电压变小,
据此判断:图象中上半部分b为R$_1$和R的I-U图象,下半部分a为R$_2$的I-U图象,
即,b为电压表V$_1$示数变化的图线;
由图象可知:
当R$_1$和R$_2$两端的电压为10V时,R$_2$两端的电压为1V,电路中的电流为1A,
∴U=U$_1$+U_0=10V+IR_0=10V+1A×R_0------------------①
R$_2$=$\frac {U$_2$}{I}$=$\frac {1V}{1A}$=1Ω;
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R$_2$两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,
∴U=U$_2$′+U_0′=4V+4A×R_0------------------②
由①②得:10V+1A×R_0=4V+4A×R_0
解得:R_0=2Ω,
则电源电压为:U=U$_1$+U_0=10V+IR_0=10V+1A×2Ω=12V.
故答案为:D.
点评:
本题考查了学生对欧姆定律和串联特点的掌握和运用,本题关键:一是分析电路图,确认电路组成、连接方式、三电表的测量对象,二是能从图象上得到相关信息.