Question

小明用如图所示的电路，探究该电源暗箱（图中虚线框所示）中电阻R₀的阻值：
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于

 

端（选填“a”或“b”）；
（2）当电压表的示数为10V的时候，电流表的示数为4A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R=

 

Ω，其消耗的功率P=

 

W；
（3）根据实验所测得的数据，小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中电阻R的变化曲线，由图可知；当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为

 

A，电源暗箱中的电阻R₀为

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）根据滑动变阻器要起的保护作用选择，
（2）知道U、I利用欧姆定律和功率公式求R和P，
（3）由P-R图象可知，电功率最大时的连入阻值，利用P=I₂R求I，再结合（2）求RO．

解答：解：（1）电路中连入滑动变阻器的作用之一是起保护作用，闭合开关前连入电阻要最大，所以滑片P应置于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图象可知，电功率最大时的连入阻值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；
故答案为：（1）b；
（2）2.5，40；
（3）3，5．

点评：由P-R图象可得电功率最大时的连入阻值是关键，接在同一电源上，U相同，联立方程求解． 第三问解答过程太繁琐．由曲线图得滑动变阻器消耗最大功率时对应的阻值为5欧姆，可求出此时滑动变阻器两端电压和经过它的电流．结合第二问当电压表为10V时电流表为4A，组成方程组解方程组得R₀=5Ω．