Question

【題目】在如圖（a）所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最右端滑到最左端，兩個(gè)電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過(guò)程圖線(xiàn)如圖所示，則：

（1）V1表示數(shù)隨電流變化的圖像是甲乙兩條圖線(xiàn)中的哪條？并求出定值電阻R1的阻值；

（2）求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻大�。�

（3）求電源效率的最大值和電源最大輸出功率.

Answer 1

【答案】（1）V1表的示數(shù)隨電流變化的圖像是乙圖線(xiàn)，；（2），；（3），。

【解析】

（1）由圖可知，三電阻串聯(lián)，V1測(cè)R1兩端的電壓，V2測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。

當(dāng)滑片向左端滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，由可知，電路中的電流增大，因R1為定值電阻，則其兩端的電壓 滿(mǎn)足成正比關(guān)系，圖象乙滿(mǎn)足U-I成正比增函數(shù)，故V1表的示數(shù)隨電流變化的圖像是乙圖線(xiàn)。

由圖象可知，R1兩端的電壓U1=3V，電路中的電流為：I1=0.6A，則電阻R1的阻值為：

；

（2）綜述可知V2表的示數(shù)隨電流變化的圖像是甲圖線(xiàn)，取兩組數(shù)據(jù)由全電路的歐姆定律可知：

聯(lián)立可得：

；

；

（3）根據(jù)電源的效率為：

故當(dāng)電源的路端電壓最大時(shí)，電源的效率最大；

而電路R2的阻值增大，總電流減小，路端電壓增大，即R2的阻值最大時(shí)，可求得電源的最大效率，由圖像甲可知最小電流為0.2A時(shí)，R1的電壓1V，R2的電壓4V，有：

則最大效率為：

電源的輸出功率為：

故理論上當(dāng)時(shí)，即，電源的輸出功率最大，此時(shí)滑片在最左端，

。