Question

在圖甲所示電路中，R₁、R₂均為定值電阻，且R₁=100，R₂的阻值未知，R₃是一滑動(dòng)變阻器，當(dāng)其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測(cè)得電源的端電壓隨電流I的變化圖線如圖乙所示．其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的．求：

　�。�1）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；

　�。�2）定值電阻R₂的阻值；

　　（3）滑動(dòng)變阻器R₃的最大值；

　�。�4）上述過程中R₁上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率．

 

Answer 1

答案：見詳解內(nèi)容
解析：

（1）由閉合電路歐姆定律得： 　　　　　　　　　　E=U+Ir 　　將圖像中A、B兩點(diǎn)的電壓和電流代入得： 　　　　　　　　　 E=16+0.2r 　　　　　　　　　 E=4+0.8r 　　解得　　E=20V，r=20 　�。�2）當(dāng)R3的滑片滑到最右端時(shí)，R3、R1均被短路，此時(shí)外電路電阻等于R2，且對(duì)應(yīng)于圖線上B點(diǎn)，故由B點(diǎn)的U、I值可求出R2的阻值為： 　　　　　　　　　　　　　　R2==5 　�。�3）滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端時(shí)，R3阻值最大．設(shè)此時(shí)外電路總電阻為R，由圖像中A點(diǎn)坐標(biāo)求出：R==80 　　又　　　　　　　 R=+R2 　　代入數(shù)值解得滑動(dòng)變阻器的最大阻值R3=300 　　（4）R3調(diào)到最大值時(shí)，R1、R3兩端的電壓達(dá)到最大值，R1消耗的功率也達(dá)最大．由于此時(shí)對(duì)應(yīng)于圖線上A點(diǎn)，故電路中總電流I=0.2A． 　　R1兩端的最大電壓為： 　　　　　　　　　　=E-I（R2+r）=20V-0.2（5+20）V=15V． 　　R1消耗的最大功率為： 　　　　　　　　　 　　當(dāng)R3的滑片從最左端滑至最右端時(shí)，外電路總電阻從小于電源內(nèi)阻r變至大于r，當(dāng)外阻和內(nèi)阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，其值為 =5W．

提示：