综合题10.0分
物理

如图所示的电路中,电阻R1=6 Ω,R2=3 Ω,R4=18 Ω,R3为滑动变阻器,AB为变阻器两个端点,滑动触头PB端时,电流表的读数为2.5 A,电源的输出功率为28.125 W,电源总功率为33.75 W。(共10分)

16.求电源电动势和内电阻;

17.当滑动触头P处在R3的中点时,电流表的读数为0.9 A,则R3的阻值是多少?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

电源电动势为9V,内电阻为0.4Ω;

解析

当滑动触头P处在B端时,R3R4均被短路,电路如图甲所示。根据并联电路的分流原理,通过R1的电流

×2.5 A=1.25 A

干路中电流II1I2=1.25 A+2.5 A=3.75 A

又因PPI2r,即33.75 W=28.125 W+(3.75)2r

解得r=0.4 Ω

外电阻R=2 Ω

电源电动势EIRIr=9 V

考查方向

闭合电路的欧姆定律.

解题思路

由图看出当滑动触头P处在B端时,R3和R4均被短路,R1和R2并联,根据并联电路的分流原理,求出通过R1的电流,得到干路电流,由电源的总功率与输出功率之差等于电源内电路消耗的功率,求解内电阻,由闭合电路欧姆定律求解电动势.

易错点

分析时要抓住电流表内阻不计,相当于导线,将R3短路.在理清电路结构的基础上,再根据电流关系、功率关系求解.本题也可以由P=EI求解电源的电动势.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

当滑动触头P处在R3的中点时,电流表的读数为0.9A,则R3的阻值是18Ω.

解析

当触头处在R3的中点时,电路如图乙所示,变阻器R3的上半部分被短路,由于两并联支路上的电压相等得(+R2)I2′=R1I1

I1R1E-(I2′+I1′)r,解得I1′=1.35 A,Rx=9 Ω

所以R3=2Rx=18 Ω

考查方向

闭合电路的欧姆定律.

解题思路

当触头处在R3的中点时,电路如图乙所示,变阻器R3的上半部分被短路,画出等效电路图.

易错点

分析时要抓住电流表内阻不计,相当于导线,将R3短路.在理清电路结构的基础上,再根据电流关系、功率关系求解.本题也可以由P=EI求解电源的电动势.