Question

【题目】如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。当滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图像如图乙所示。求：

（1）当电压表的示数为4V，电流表的示数为2A时，滑动变阻器接入电路的阻值和它在1min内消耗的电能；

（2）当滑动变阻器的电功率P1最大时，电流表和电压表的示数；

（3）R0的阻值。

Answer 1

【答案】（1）2Ω；480J；（2）1.5A；6V；（3）4Ω

【解析】（1）当电压表的示数为U1=4V，电流表的示数为I1=2A时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据I=U/R可得：R1＇=U1/I1=4V/2A=2Ω，滑动变阻器在1min内消耗的电能；根据W=UIt可得：W1=4V×2A×60s=480J；（2）当滑动变阻器的电功率P1最大时，由P1～R1图可知，P1mix=9W，此时，R1=4Ω；电流表的示数，根据I=U/R及P= U I可得：P=I2R电流表I2=P/R=9W/4Ω=2.25A2，I=1.5A，电压表的示数，根据I=U/R可得：U=RI=4Ω×1.5A=6V；（3）根据I=U/R可得：当U1=4V，电流表的示数为I0=I1=2A时，有：U电源=U1＋U0，U电源=4V＋I0R0，U电源=4V＋2 R0 ————①，当滑动变阻器的电功率P1最大时，U=6V，电流表的示数为I0=I=1.5A时，有：U电源=6V＋1.5R0————②，解①②式可得：R0=4Ω。