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电池本身有一定的电阻,可以等效为一个没有电阻的理想电池和一个定值电阻r串联而成,如图甲所示.使用某种电池连接成如图乙所示的电路,闭合开关S,在滑动变阻器滑片PA端滑到B端的全过程中,电压表示数与电流表示数的对应关系图线,如图丙所示.如果当滑动变阻器接入电路的电阻R等于电池的电阻r时,滑动变阻器的电功率为2.25W.求:                  

                    

1)电池内部的定值电阻r的大小?                   

2)电池的电压是多少?               

3)变阻器的最大电阻为多少?                  

答案

解:(1)当滑片位于A端时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,                    

由图丙可知,电路中的最大电流I=1.5A                

I=可得,电源的电压:                 

U=Ir=1.5A×r              

R=r时,                

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,                    

所以,电路中的电流:                    

I===0.75A               

滑动变阻器的电功率:                    

PR=I2R=0.75A2×r=2.25W                  

解得:r=4Ω                   

2)电池的电压:                  

U=Ir=1.5A×4Ω=6V                  

3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,               

由图丙可知,电压表的示数UR=3.6V                

因串联电路中总电压等于各分电压之和,                    

所以,r两端的电压:               

Ur=UUR=6V3.6V=2.4V                

因串联电路中各处的电流相等,                    

所以,I′==,即=                    

解得:R=6Ω              

答:(1)电池内部的定值电阻r的大小为                   

2)电池的电压是6V                 

3)变阻器的最大电阻为                    

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,明确电路的连接方式和从图象中读出有用的信息是解决问题的关键.                    

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