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10.在如圖(a)所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器.閉合開關S,將滑動變阻器的滑動觸頭P從最右端滑到最左端,兩個電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖(b)所示.則電源內阻的阻值為5Ω,滑動變阻器R2的最大功率為0.9W.

分析 由圖可知兩電阻串聯(lián),V1測R1兩端的電壓,V2測R2兩端的電壓;當滑片向左端滑動時,滑動變阻器接入電阻減小,則可知總電阻變化,由閉合電路歐姆定律可知電路中電流的變化,則可知內電壓的變化及路端電壓的變化,同時也可得出R1兩端的電壓變化,判斷兩圖象所對應的電壓表的示數(shù)變化;
由圖可知當R2全部接入及只有R1接入時兩電表的示數(shù),則由閉合電路的歐姆定律可得出電源的內阻;由功率公式可求得電源的最大輸出功率及滑動變阻器的最大功率.

解答 解:當滑片左移時,滑動變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大;而R1兩端的電壓增大,故乙表示是V1示數(shù)的變化;甲表示V2示數(shù)的變化;由圖可知,當只有R1接入電路時,電路中電流為0.6A,電壓為3V,則由E=U+Ir可得:E=3+0.6r;
當滑動變阻器全部接入時,兩電壓表示數(shù)之比為$\frac{1}{4}$,故$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{4}$;由閉合電路歐姆定律可得E=5+0.2r
解得:r=5Ω,E=6V.
由上分析可知,R1的阻值為5Ω,R2電阻為20Ω;當R1等效為內阻,則當滑動變阻器的阻值等于R+r時,滑動變阻器消耗的功率最大,故當滑動變阻器阻值為10Ω時,滑動變阻器消耗的功率最大,由閉合電路歐姆定律可得,電路中的電流I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{6}{10+10}$A=0.3A,則滑動變阻器消耗最大功率 P=I2R=0.9W;
故答案為:5,0.9.

點評 在求定值電阻的最大功率時,應是電流最大的時候;而求變值電阻的最大功率時,應根據(jù)電源的最大輸出功率求,必要時可將與電源串聯(lián)的定值電阻等效為內阻處理.

練習冊系列答案
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