Question

【題目】如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，R0為定值電阻。當滑動變阻器的滑片移動時，滑動變阻器的電功率P1隨其接入電路的阻值R1的變化圖像如圖乙所示。求：

（1）當電壓表的示數為4V，電流表的示數為2A時，滑動變阻器接入電路的阻值和它在1min內消耗的電能；

（2）當滑動變阻器的電功率P1最大時，電流表和電壓表的示數；

（3）R0的阻值。

Answer 1

【答案】（1）2Ω；480J；（2）1.5A；6V；（3）4Ω

【解析】（1）當電壓表的示數為U1=4V，電流表的示數為I1=2A時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據I=U/R可得：R1＇=U1/I1=4V/2A=2Ω，滑動變阻器在1min內消耗的電能；根據W=UIt可得：W1=4V×2A×60s=480J；（2）當滑動變阻器的電功率P1最大時，由P1～R1圖可知，P1mix=9W，此時，R1=4Ω；電流表的示數，根據I=U/R及P= U I可得：P=I2R電流表I2=P/R=9W/4Ω=2.25A2，I=1.5A，電壓表的示數，根據I=U/R可得：U=RI=4Ω×1.5A=6V；（3）根據I=U/R可得：當U1=4V，電流表的示數為I0=I1=2A時，有：U電源=U1＋U0，U電源=4V＋I0R0，U電源=4V＋2 R0 ————①，當滑動變阻器的電功率P1最大時，U=6V，電流表的示數為I0=I=1.5A時，有：U電源=6V＋1.5R0————②，解①②式可得：R0=4Ω。