（2）（3）要过程和公式

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/14 19:32:13

（2）（3）要过程和公式
小明用如图所示的电路,探究电源暗箱(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为多少欧,其消耗的功率为多少W?
(3)根据实验所测得几组数据,小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线,由图线可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时,电路中电流为多少A?电源暗箱中的电阻Ro为多少Ω?

（1）,在开关闭合前应让变阻器的阻值最大,所以应在b位置.
（2）,变阻器的阻值R=10÷4=2.5Ω,功率P=10×4=40W
（3）,从图中可以看出：
当R1=5Ω时,功率为P1=U1×U1÷R1=45W,得U1=15V,电流I1=15÷5=3A.
当R2=10Ω时,功率为P2=U2×U2÷R2=40W,得U2=20V.
设电源暗箱中的电源电压为U0
有[U0÷（R0＋5）]×5=15
和[U0÷（R0＋10）]×10=20
消去U0,可得R0=5Ω
当负载等于电源内阻时,电源的输出功率最大（匹配）.
再问： [U0÷（R0＋5）]和[U0÷（R0＋10）]什么意思，由欧姆定律I=U/R计算电路中的电流不应该是用总电压吗，Uo不是总电压呀？
再答： U0为电源暗箱中的电源电压，根据全电路欧姆定律，电路中的电流I= U0÷（R0＋R），电压表V上表示的数值U=I×R。在曲线上取两个点，即R1=5Ω（此时功率为P1=45W），计算出此时的电压U1 U1=[U0÷（R0＋5）]×5=15 和R2=10Ω（此时功率为P2=40W）计算出此时的电压U2 U2=[U0÷（R0＋10）]×10=20

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