問題詳情:
電池本身有一定的電阻,可以等效爲一個沒有電阻的理想電池和一個定值電阻r串聯而成,如圖*所示.使用某種電池連接成如圖乙所示的電路,閉合開關S,在滑動變阻器滑片P從A端滑到B端的全過程中,電壓表示數與電流表示數的對應關係圖線,如圖*所示.如果當滑動變阻器接入電路的電阻R等於電池的電阻r時,滑動變阻器的電功率爲2.25W.求:
(1)電池內部的定值電阻r的大小?
(2)電池的電壓是多少?
(3)變阻器的最大電阻爲多少?
【回答】
解:(1)當滑片位於A端時,電路中的總電阻最小,電路中的電流最大,
由圖*可知,電路中的最大電流I大=1.5A,
由I=可得,電源的電壓:
U=I大r=1.5A×r,
當R=r時,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I===0.75A,
滑動變阻器的電功率:
PR=I2R=(0.75A)2×r=2.25W,
解得:r=4Ω;
(2)電池的電壓:
U=I大r=1.5A×4Ω=6V;
(3)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,
由圖*可知,電壓表的示數UR=3.6V,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,r兩端的電壓:
Ur=U﹣UR=6V﹣3.6V=2.4V,
因串聯電路中各處的電流相等,
所以,I′==,即=,
解得:R大=6Ω.
答:(1)電池內部的定值電阻r的大小爲4Ω;
(2)電池的電壓是6V;
(3)變阻器的最大電阻爲6Ω.
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,明確電路的連接方式和從圖象中讀出有用的資訊是解決問題的關鍵.
知識點:歐姆定律
題型:計算題