在圖4-3-16所示電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑動(dòng)變阻器,在其滑鍵從最左端滑至最右端的過(guò)程中,測(cè)得電源的端電壓隨電流I的變化圖線如圖4-3-17所示,其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑鍵在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的,求:

       

4-3-16                           圖4-3-17

(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻;

(2)定值電阻R2的阻值;

(3)滑動(dòng)變阻器R3的最大值;

(4)上述過(guò)程中R1上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率.

解:(1)由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir

將圖象中A、B兩點(diǎn)的電壓和電流代入得E=16+0.2r  E=4+0.8r

聯(lián)立解得E=20 V  r=20 Ω.

(2)當(dāng)R3的滑鍵自左向右滑時(shí),R3阻值變小,使電路總電阻變小,而總電流變大,由此可知,圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑鍵分別位于最左端和最右端時(shí)所得到的,當(dāng)滑鍵位于最右端時(shí),R3=0,R1被短路,外電路總電阻即為R2,故由B點(diǎn)的U、I值可求出R2.

R2=Ω=5 Ω.

(3)當(dāng)滑鍵在最左端時(shí),其阻值最大,并對(duì)應(yīng)著圖線上的A點(diǎn),故由A點(diǎn)的U、I值可求出此時(shí)外電路總電阻,再根據(jù)串、并聯(lián)電路的規(guī)律可求出R3的最大值.

R=Ω=80 Ω  又R=+R2

代入數(shù)值解得滑動(dòng)變阻器的最大值R3=300 Ω.

(4)當(dāng)R1消耗的功率最大時(shí),它兩端電壓應(yīng)最大,由UR1=E-I(R2+r)知,這時(shí)電路的總電流I應(yīng)最小,故應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大,再結(jié)合上面求出有關(guān)數(shù)據(jù),便不難求出R1消耗的最大功率.

當(dāng)R3=300 Ω時(shí),I=A=0.2 A

此時(shí)R1兩端的電壓為:U1=I·=0.2×75 V=15 V

則R1消耗的最大功率為:P1m=W=2.25 W

又當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,即有Pm==W=5 W.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖4-3-16所示,質(zhì)量為m=0.1 kg的小球和A、B兩根細(xì)繩相連,兩繩固定在細(xì)桿的A、B兩點(diǎn),其中AC繩長(zhǎng)lAC=2 m,當(dāng)兩繩都拉直時(shí),A、B兩繩和細(xì)桿的夾角θ1=30°,θ2=45°,g取10 m/s2.求:當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi),A、B兩繩始終張緊?

        

圖4-3-16

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如圖4-3-16所示,A、B兩個(gè)小球,質(zhì)量相等,用一根輕繩相連,另有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B球,讓兩小球繞O點(diǎn)在光滑水平桌面上以相同的速度做圓周運(yùn)動(dòng),若OA繩上的拉力為F1,AB繩上的拉力為F2,OB=AB,則(    )

圖4-3-16

A.F1∶F2=2∶3                           B.F1∶F2=3∶2

C.F1∶F2=5∶3                           D.F1∶F2=2∶1

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如圖4-3-16所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴住一個(gè)小球,在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距L/2的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子;把球拉起使細(xì)繩在水平方向伸直,由靜止開(kāi)始釋放.當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間,下列說(shuō)法中正確的是(    )

4-3-16

A.小球的線速度沒(méi)有變化

B.小球的角速度突然增大到原來(lái)的2倍

C.小球的向心加速度突然增大到原來(lái)的2倍

D.繩子對(duì)小球的拉力突然增大到原來(lái)的2倍

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如圖1-3-16所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng).兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動(dòng)量均為6 kg·m/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動(dòng)量增量為-4 kg·m/s.則(    )

圖1-3-16

A.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5

B.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10

C.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5

D.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10

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