(3).斜面的机械效率为75%。
33.某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示。图甲中R0为定值电阻,电源电压不变。求:
(1)滑动变阻器R消耗的最大功率为多少;
(2)滑动变阻器R的阻值为多大时,滑动变阻器R消耗的功率最大; (3)滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。 【答案】(1)4W;(2)4Ω;(3)UR=8V-4Ω×I。 【解析】
【详解】(1).由图乙可知,滑动变阻器R消耗的最大功率为4W; (2).当I1=1A时,P最大=4W,
由P=I2R得,此时滑动变阻器R的阻值:
P最大4WR?2?=4Ω; 2I?1A?(3).当滑动变阻器R接入的阻值为0时,电路中的电流最大I2=2A, R0,----------①, 电源电压:U=I2R0=2A×
当滑动变阻器R接入的阻值为4Ω时,此时电路中的电流为I1=1A, 电源电压:U=I1(R0+R)=1A×(R0+4Ω),----------②, R0=1A×则有:2A×(R0+4Ω), 解得:R0=4Ω,
将R0代入①式可解得,U=8V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,滑动变阻器R两端电压: UR=U-IR0=8V-4Ω×I。
答:(1).滑动变阻器R消耗的最大功率为4W;
(2).滑动变阻器R的阻值为4Ω时,滑动变阻器R消耗的功率最大;
(3).滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式为UR=8V-4Ω×I。
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