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）開關閉合前，滑動變阻器的滑片應置于

 

端（選填“a”或“b”）；
（2）當電壓表的示數為10V的時候，電流表的示數為4A，則此時滑動變阻器連入電路中的電阻R=

 

Ω，其消耗的功率P=

 

W；
（3）根據實驗所測得的數據，小明在方格紙上畫出了滑動變阻器消耗的功率P隨其連入電路中電阻R的變化曲線，由圖可知；當滑動變阻器消耗的功率P最大時，電路中電流為

 

A，電源暗箱中的電阻R₀為

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）根據滑動變阻器要起的保護作用選擇，
（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，電功率最大時的連入阻值，利用P=I₂R求I，再結合（2）求RO．

解答：解：（1）電路中連入滑動變阻器的作用之一是起保護作用，閉合開關前連入電阻要最大，所以滑片P應置于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．

點評：由P-R圖象可得電功率最大時的連入阻值是關鍵，接在同一電源上，U相同，聯立方程求解． 第三問解答過程太繁瑣．由曲線圖得滑動變阻器消耗最大功率時對應的阻值為5歐姆，可求出此時滑動變阻器兩端電壓和經過它的電流．結合第二問當電壓表為10V時電流表為4A，組成方程組解方程組得R₀=5Ω．