Question

小明用如圖所示的電路，探究該電源暗箱（圖中虛線框所示）中電阻R₀的阻值：
（1）開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于

 

端（選填“a”或“b”）；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V的時(shí)候，電流表的示數(shù)為4A，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻R=

 

Ω，其消耗的功率P=

 

W；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，小明在方格紙上畫出了滑動(dòng)變阻器消耗的功率P隨其連入電路中電阻R的變化曲線，由圖可知；當(dāng)滑動(dòng)變阻器消耗的功率P最大時(shí)，電路中電流為

 

A，電源暗箱中的電阻R₀為

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)滑動(dòng)變阻器要起的保護(hù)作用選擇，
（2）知道U、I利用歐姆定律和功率公式求R和P，
（3）由P-R圖象可知，電功率最大時(shí)的連入阻值，利用P=I₂R求I，再結(jié)合（2）求RO．

解答：解：（1）電路中連入滑動(dòng)變阻器的作用之一是起保護(hù)作用，閉合開(kāi)關(guān)前連入電阻要最大，所以滑片P應(yīng)置于b端；
（2）R =

U

I

=

10V

4A

= 2.5Ω，P=U_RI=10V×4A=40W；I=

U

R0+ R

=4A；
（3）由P-R圖象可知，電功率最大時(shí)的連入阻值R′=5Ω，
∵P_大=I²R′
∴I′=

P大 R′

= 

45W 5Ω

= 3A
I′=

U

R0+ R′

=3A
∴

U

R0+ R

：

U

R0+ R′

=4：3

U

R0+ 2.5Ω

：

U

R0+5Ω

=4：3
解得：R₀=5Ω；
故答案為：（1）b；
（2）2.5，40；
（3）3，5．

點(diǎn)評(píng)：由P-R圖象可得電功率最大時(shí)的連入阻值是關(guān)鍵，接在同一電源上，U相同，聯(lián)立方程求解． 第三問(wèn)解答過(guò)程太繁瑣．由曲線圖得滑動(dòng)變阻器消耗最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的阻值為5歐姆，可求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓和經(jīng)過(guò)它的電流．結(jié)合第二問(wèn)當(dāng)電壓表為10V時(shí)電流表為4A，組成方程組解方程組得R₀=5Ω．