火星基地的建设需要配置电器设备，在研究电源和用电器的规律特性时，项目组进行了下列探索。如图，用电压为E的电源向定值电阻R0和滑动变阻器R供电。闭合开关S，改变R的阻值，R两端的电压U与电流I随之变化：
（1）试画出R变化过程中的U-I图象；
（2）请推导使R上消耗的功率最大所需要的条件，并求出R功率的最大值；
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值为20Ω，若将R的滑片从最左端移到最右端，R消耗的功率如何变化？
（4）在如图的电路中，电源电压E保持不变，电阻R1=2.5Ω，R2=10Ω，R3的阻值不为零。当闭合S、断开S′时，电压表的示数为4V；当同时闭合S和S′时，请判断电压表的示数范围，并说明理由。
【考点】电功率的综合计算；欧姆定律在图像中的应用．
【答案】（1）R变化过程中的U-I图象见解答图；
（2）当变阻器R的最大阻值R最大≥R0时，当R=R0时，R上消耗的功率有最大值P=；
当变阻器R的最大阻值R最大＜R0时，当R为最大值R最大时，R上消耗的功率有最大值P'=I2R最大=（）2R最大；
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值为20Ω，若将R的滑片从最左端移到最右端，R消耗的功率先变大再变小，在R=12Ω时，R消耗的功率有最大值；
（4）当同时闭合S和S′时，电压表的示数范围为：4V＜U2＜5V，理由见解答部分。
（2）当变阻器R的最大阻值R最大≥R0时，当R=R0时，R上消耗的功率有最大值P=
（
1
2
E
）
2
R
0
当变阻器R的最大阻值R最大＜R0时，当R为最大值R最大时，R上消耗的功率有最大值P'=I2R最大=（
E
R
最大
+
R
0
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值为20Ω，若将R的滑片从最左端移到最右端，R消耗的功率先变大再变小，在R=12Ω时，R消耗的功率有最大值；
（4）当同时闭合S和S′时，电压表的示数范围为：4V＜U2＜5V，理由见解答部分。
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/6/21 8:0:10组卷：80引用：1难度：0.4
相似题
-
1．改革开放以来，我国人民的生活水平有了较大的提高，家电下乡后电冰箱、空调机、电视机等家用电器普遍进入家庭。观察下表所示四种家用电器的铭牌并计算：
（1）接在家庭电路中时电视机中的工作电流？
（2）计算一下电冰箱正常工作1天消耗多少kW•h电能？与耗电量0.5kW•h/24h进行比较请你解释其中的原因？
（3）计算一下空调正常制热工作时的电功率？发布：2025/1/10 8:0:1组卷：11引用：1难度：0.5 -
2．如图甲所示，电源电压恒定，R为定值电阻，滑动变阻器R′标有“20Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。只闭合开关S和S1，滑片从最右端滑动到a点时，灯泡L恰好正常发光；只闭合开关S和S2，滑片从a点向某一方向移动，直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同，两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
①电源电压为6V
②灯泡L的额定功率为2.16W
③滑片在a点时，滑动变阻器接入阻值为6Ω
④任意闭合开关和移动滑片，在电路安全的情况下，电路工作时消耗的最小功率为1.44W
⑤任意闭合开关和移动滑片，在电路安全的情况下，电路工作时消耗的最大功率为4.48W发布：2024/12/24 7:30:2组卷：1311引用：4难度：0.3 -
3．如图甲，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”，L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2.5V。通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片滑至中点时，L1正常发光。此时电源电压为 V，电路的总功率为 W。
发布：2024/12/30 16:30:5组卷：89引用：5难度：0.5
相关试卷
