题目内容

在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图乙所示．其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求：

　　（1）电源的电动势和内电阻；

　　（2）定值电阻R2的阻值；

　　（3）滑动变阻器R3的最大值；

　　（4）上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率．

 

答案：见详解内容
解析：

（1）由闭合电路欧姆定律得：

　　　　　　　　　　E=U+Ir

　　将图像中A、B两点的电压和电流代入得：

　　　　　　　　　 E=16+0.2r

　　　　　　　　　 E=4+0.8r

　　解得　　E=20V，r=20

　　（2）当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：

　　　　　　　　　　　　　　R2==5

　　（3）滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图像中A点坐标求出：R==80

　　又　　　　　　　 R=+R2

　　代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3=300

　　（4）R3调到最大值时，R1、R3两端的电压达到最大值，R1消耗的功率也达最大．由于此时对应于图线上A点，故电路中总电流I=0.2A．

　　R1两端的最大电压为：

　　　　　　　　　　=E-I（R2+r）=20V-0.2（5+20）V=15V．

　　R1消耗的最大功率为：

　　　　　　　　　

　　当R3的滑片从最左端滑至最右端时，外电路总电阻从小于电源内阻r变至大于r，当外阻和内阻相等时，电源输出功率最大，其值为

=5W．

 


提示：


练习册系列答案
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如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（　　）精英家教网
A、交流电压的有效值为100VB、电流表示数为2AC、该交流电流的周期为0.01sD、如果产生该交流电的线圈的转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
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(3)引起该实验系统误差的主要原因是________________________________.
如图甲所示电路，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（　　）
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A．交流电压的有效值为100 V
B．电流表示数为2 A
C．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
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