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一个允许通过最大电流为2A的电源和一个滑动变阻器,接成如下图甲所示的电路.滑动变阻器最大阻值为R=22Ω,电源路端电压U随外电阻R变化的规律如下图乙所示,图中U=12V的直线为图线的渐近线.试求:
(1)电源电动势E和内阻r;
(2)A、B空载时输出电压的范围;
(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时,干路电流不能超过2A,则A、B两端所接负载电阻至少为多大?

【答案】分析:(1)根据乙图知,当R→∞时,U=E.当U=6V时,r=R;
(2)A、B空载时当滑片滑至上端时,输出电压最大,当滑片滑至下端时,输出电压为零,由欧姆定律和串并联电路的特点求出输出电压的范围;
(3)A、B两端接某一负载电阻后,滑动变阻器滑片移至上端时,干路电流最大.根据欧姆定律得到干路电流与负载电阻的关系式,再根据条件:干路电流不能超过2A,求出负载电阻的最小值.
解答:解:(1)由乙图可知,当R→∞时,U=E,则得电源的电动势E=12 V                
而当U=6V=时,应有r=R=2Ω.
(2)A、B空载时,当滑片滑至上端时,UAB最大为 =11 V                              
当滑片滑至下端时,UAB为零
因此,A、B空载时输出电压范围为0~11 V.
(3)A、B两端接某一负载电阻后,滑动变阻器滑片移至上端时,干路电流最大.
此时I=
为了使电源不过载,应保证I≤2 A
代入数据得Rx≥4.9Ω                             
即所接负载电阻最小值为4.9Ω.
答:
(1)电源电动势E是12V,内阻r是2Ω;
(2)A、B空载时输出电压的范围是0~11 V;
(3)所接负载电阻最小值为4.9Ω.
点评:本题关键要理解图象的物理意义,抓住R→∞时U=E,求得电动势,根据串联的分压特点求出电压的输出范围.
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(1)电源电动势E和内阻r;
(2)A、B空载时输出电压的范围;
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(1)电源电动势和内电阻;

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⑴电源电动势E和内阻r;

⑵A、B空载时输出电压的范围;

⑶若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时,干路电流不能超过2 A,则A、B两端所接负载电阻至少为多大?

 

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(1)电源的电动势和内电阻;
(2)A、B空载时输出电压的范围;
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