Question

【題目】干電池本身有一定的電阻，可以等效為一個(gè)沒(méi)有電阻的理想干電池和一個(gè)定值電阻串聯(lián)而成，將n節(jié)干電池串聯(lián)成如圖所示的電源。使用該電源組成如圖所示的電路，閉合電鍵S，在變阻器滑片P從A端滑到R端的全過(guò)程中，電路中部分物理量的變化規(guī)律分別如圖(a)、(b)、(c)所示，其中圖(a)為電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖線，圖(b)為電池組輸出電功率與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖線，圖(c)為電池組輸出電能的效率η與變阻器接入電路電阻的關(guān)系圖線。

若電表均為理想電表，+變阻器的總電阻為________Ω，圖（a）中經(jīng)過(guò)x點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長(zhǎng)方形面積為__________W，圖（b）中y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為________V。

Answer 1

【答案】 6 2.16 3

【解析】解：由圖a可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為0時(shí)，電流表的示數(shù)為1.5A，故根據(jù)歐姆定律可得nU=1.5A×n；由圖b可知，電池的輸出功率最大為2.25W，而只有當(dāng)外電路電阻與電池的內(nèi)電阻相等時(shí)，電池的輸出電功率才最大，且最大值為 ，故整理得nU=6V，因?yàn)?/span>U=1.5V；故n=4，電池是由4節(jié)干電池組成的；對(duì)于圖c來(lái)說(shuō)，當(dāng)變阻器的電阻值最大時(shí)，電能的效率為60%，說(shuō)明，即變阻器的總電阻；對(duì)于圖a的x點(diǎn)，是指變阻器的電阻為6Ω時(shí)的電流與電壓大小的乘積，即此時(shí)的電流值為 ，電壓值為0.6A×6Ω=3.6V，故兩條虛線所圍成的四邊形的面積為0.6A×3.6V=2.16W；在圖b中，y點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池輸出功率最大時(shí)的變阻器的兩端電壓，即當(dāng)變阻器的電阻為4Ω時(shí)的兩端電壓，此時(shí)變阻器與電池內(nèi)阻平分電池電壓，故電壓表的示數(shù)為3V。