题目内容
如图所示，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．3个电阻采用如图（a）方式接在电源上，已知R1=3Ω、R2=12Ω．现利用电压传感器（相当于电压表）和电流传感器（相当于电流表）研究R3上的电压与电流变化关系，任意滑动R3上的滑片，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U-I图象为如图（b）所示的一条直线（实线部分）．下列说法正确的是（ ）
分析：（1）由U-I图象读出，当U=0时，I=1.5A，此时R3阻值为零；当U=4.5V时，I=0，看作断路，分别根据闭合电路欧姆定律列方程，求解电动势和内阻；
（2）根据图象，R3的最大电压是3V，此时R3最大．由欧姆定律分别研究R2、R3并联电路与整个外电路总电阻，利用电流相等，列方程求解R3的最大阻值．
（3）R3消耗的功率P=IU，由图象得到电压与电流的关系，综合得到功率与电流的关系，再由数学知识求解R3消耗的最大功率．
（2）根据图象，R3的最大电压是3V，此时R3最大．由欧姆定律分别研究R2、R3并联电路与整个外电路总电阻，利用电流相等，列方程求解R3的最大阻值．
（3）R3消耗的功率P=IU，由图象得到电压与电流的关系，综合得到功率与电流的关系，再由数学知识求解R3消耗的最大功率．
解答：解：
A、B由图，当U=0时，I=1.5A，此时R3阻值为零，R2被短路，
有I=
，代入得到 1.5=
根据图线，若R3无限地变化，电压为4.5V的时候电流为0，此时R3视为断路
有
=
由以上两式可得 E=6V，r=1Ω．故A正确，B错误．
C、根据图线和电路图的动态变化判断，R3可获得的最大电压是3V，此时R3最大，则有
=
代入解得 R3=6Ω．故C错误．
D、R3消耗的功率P=IU=（4.5-
I）I=4.5I-3I2
得：当I=1.5A时，功率最大
P3m=4.5×0.75-3×0.752=1.875W．故D错误．
故选A
A、B由图，当U=0时，I=1.5A，此时R3阻值为零，R2被短路，
有I=
| E |
| R1+r |
| E |
| 3+r |
根据图线，若R3无限地变化，电压为4.5V的时候电流为0，此时R3视为断路
有
| 4.5 |
| R2 |
| E |
| R1+R2+r |
由以上两式可得 E=6V，r=1Ω．故A正确，B错误．
C、根据图线和电路图的动态变化判断，R3可获得的最大电压是3V，此时R3最大，则有
| 3 | ||
|
| E | ||
R1+
|
代入解得 R3=6Ω．故C错误．
D、R3消耗的功率P=IU=（4.5-
| 4.5 |
| 1.5 |
得：当I=1.5A时，功率最大
P3m=4.5×0.75-3×0.752=1.875W．故D错误．
故选A
点评：本题电路结构较为复杂，关键要理解图象的物理意义．第（2）问题也可以这样解：根据图线，R3两端的电压随电流增大而减小，根据欧姆定律，电压最大3V而电流最小为0.5A的位置即为R3最大的位置R3=6Ω．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0．若改变四个电阻中的一个阻值，则（ ）
如图所示，R1 与R2并联之后再与R3串联，已知UAB=12V，R1=6Ω，P3=16W，I1=
如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（ ）
如图所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，但R2 的尺寸比R1要小，通过导体的电流方向如图所示，假设R1边长为4L，R2边长为L，若R1的电阻值为8Ω，则R2的阻值为（ ）