Question

在如图（a）所示的电路中，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则（ ）

A．图线甲是电压表V₂示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10Ω
C．电源的最大输出功率为1.8W
D．滑动变阻器R₂的最大功率为0.9W

Answer 1

【答案】分析：由图可知两电阻串联，V₁测R₁两端的电压，V₂测R₂两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R₁两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；
由图可知当R₂全部接入及只有R₁接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；
由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．
解答：解：A、当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R₁两端的电压增大，故乙表示是V₁示数的变化；甲表示V₂示数的变化；故A正确；
B、由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；
当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r
解得r=5Ω，E=6V，故B错误；
C、因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流I==0.6A，故电源的最大输出功率P=UI=1.8W；故C正确；
D、由C的分析可知，R₁的阻值为5Ω，R₂电阻为20Ω；当R₁等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I′=A=0.3A，则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'²R′=0.9W；故D正确；
故选ACD．
点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．