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7.如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,R0為定值電阻,R1為滑動變阻器.圖乙是該滑動變阻器消耗功率的電功率與電流關(guān)系的圖象.求:

(1)滑動變阻器電阻的最大值;
(2)電源電壓;
(3)滑動變阻器在滑動過程中,它消耗的電功率的最大值.

分析 由電路圖可知,R0與R1串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,根據(jù)圖象讀出滑動變阻器消耗的電功率,利用P=I2R求出滑動變阻器的最大阻值;
(2)由圖象讀出電路中的電流為0.4A時R1的電功率,根據(jù)P=I2R求出R1接入電路的電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式求出R0的阻值;根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓.
(3)當(dāng)滑動變阻器的最大阻值R1與電阻R0串聯(lián),此時電路中的電流最小,當(dāng)滑片位于最右端時,電路為R0的簡單電路,此時電路中的電流最大,根據(jù)P=U2R可求得電路消耗的最大功率.

解答 解:(1)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,由圖象可知,電路中的最小電流I=0.2A時,R1的電功率為2.4W;
由P=I2R可得,滑動變阻器的最大阻值:
R1=PI2=2.4W0.2A2=60Ω;
(2)由圖象可知,當(dāng)電路中的電流I′=0.4A時,R1的電功率P1′=4W,
此時R1接入電路的電阻:
R1′=P1I2=4W0.4A2=25Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
電源的電壓:U=I′(R0+R1′)=0.4A×(R0+25Ω),①
當(dāng)電路中的電流I=0.2A時,電源的電壓:
U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+60Ω),②
由①②可得:0.4A×(R0+25Ω)=0.2A×(R0+60Ω),
解得:R0=10Ω;
電源電壓:U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V;
(3)當(dāng)R1=10Ω時,變阻器消耗的電功率最大,
即P1大=I2R1=(UR0+R12 R1=U2R1R212R0R1+R20+4R0R1=U2R1R02R1+4R0,
當(dāng)R1=R0=10Ω時,R1消耗功率最大,
則最大功率:即P1大=U2R1R02R1+4R0=12V24×10Ω=3.6W
答:(1)滑動變阻器電阻的最大值為60Ω;
(2)電源電壓為12V;
(3)滑動變阻器在滑動過程中,它消耗的電功率的最大值為3.6W.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是利用好電源的電壓不變和從圖象中讀出電流對應(yīng)的功率.

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B.燈L1、L2兩端的電壓之比為2:1
C.電源電壓為9V時,只有燈L1正常發(fā)光
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