题目内容

8.在如图甲所示的电路中,A、B为定值电阻,C为滑动变阻器.现用描点法绘出当滑动变阻器的滑动触头从最左端滑到最右端的过程中,电源的输出电压与输出电流的关系图线,如图乙中线MN,且M、N两点为滑动触头在最左或最右端时所对应的点.已知定值电阻A的阻值为RA=100Ω,电源有一定的内阻.求:
(1)电源的内阻以及定值电阻B的阻值RB;
(2)滑动变阻器C的最大电阻值.

分析 (1)根据U-I图象求出电源的电动势,斜率为电源的内阻,N处电流最大,滑动触头滑动最右端,变阻器和电阻${R}_{A}^{\;}$被短路,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值${R}_{B}^{\;}$;
(2)滑片滑到最最左端,根据欧姆定律求出并联部分的电阻,再求出滑动变阻器的最大阻值;

解答 解:(1)根据U-I图象的斜率求出电源的内阻为:
$r=|\frac{△U}{△I}|=\frac{16-4}{0.8-0.2}=20Ω$
滑片滑到最右端时,滑动变阻器C和A被短路,外电阻是B
${R}_{B}^{\;}=\frac{U}{I}=\frac{4}{0.8}Ω=5Ω$
(2)滑片滑到最左端,电路电阻最大,电流最小,对应图象中的M点
${R}_{并}^{\;}+{R}_{B}^{\;}=\frac{{U}_{M}^{\;}}{{I}_{M}^{\;}}$
代入数据:${R}_{并}^{\;}+5=\frac{16}{0.2}$
解得:${R}_{并}^{\;}=75Ω$
$\frac{{R}_{C}^{\;}×100}{{R}_{C}^{\;}+100}=75$Ω
解得:${R}_{C}^{\;}=300Ω$
答:(1)电源的内阻为20Ω以及定值电阻B的阻值${R}_{B}^{\;}$为5Ω;
(2)滑动变阻器C的最大电阻值为300Ω.

点评 分析清楚电路结构,根据图象找出电路所对应的电压与电流值是正确解题的关键.本题根据电源的伏安特性曲线的意义,还可由图线上两点的坐标建立方程组求解电源的电动势和内阻.

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