Question

如圖21甲所示的電路，電源暗箱中電源電壓和電阻R₀均保持不變。小剛為探究滑動變阻器的電功率P與其接入電路的阻值R的關系，做了多次實驗。

(1)當電壓表的示數為8 V時，電流表的示數為1 A，問：此時滑動變阻器接入電路中的電阻R是多大?它的電功率是多大?

(2)根據實驗測得的幾組數據的處理結果，小剛在坐標紙(乙圖)上畫出了滑動變阻器的電功率P隨其接入電路中的阻值R的變化圖像，由圖像可知：當滑動變阻器的電功率P最大時，滑動變阻器接入電路的電阻是多大?此時通過滑動變阻器的電流是多大?

(3)電源暗箱中的電阻R₀是多大?

Answer 1

（1）∵I=U/R   ∴R=U/I=8V/1A=8Ω…………（1分）

        P=UI=8V×1A=8w…………（1分）

（2）由圖像可知電功率最大為9w，……（1分）此時電阻為4Ω…………（1分）；

∵P=I²R  ∴I²=P/R=9w/4Ω    ∴I=1.5A…………（1分）

（3）電阻R₀和滑動變阻器串聯

∵U_總=U₀+U_滑=IR₀+U_滑   …………（1分）

   ∴U_總=1A•R₀+8V……①……………………………（1分）

    U_總=1.5A•R₀+6V……②…………………………（1分）

             解得：R₀=4Ω…………………………（1分）