Question

【題目】干電池本身有一定的電阻，可以等效為一個沒有電阻的理想干電池和一個定值電阻串聯(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x點的兩條虛線與坐標軸圍成的長方形面積為__________W，圖（b）中y點對應(yīng)的橫坐標為________V。

Answer 1

【答案】 6 2.16 3

【解析】解：由圖a可知，當電壓表的示數(shù)為0時，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，而只有當外電路電阻與電池的內(nèi)電阻相等時，電池的輸出電功率才最大，且最大值為 ，故整理得nU=6V，因為U=1.5V；故n=4，電池是由4節(jié)干電池組成的；對于圖c來說，當變阻器的電阻值最大時，電能的效率為60%，說明，即變阻器的總電阻；對于圖a的x點，是指變阻器的電阻為6Ω時的電流與電壓大小的乘積，即此時的電流值為 ，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點的橫坐標就是電池輸出功率最大時的變阻器的兩端電壓，即當變阻器的電阻為4Ω時的兩端電壓，此時變阻器與電池內(nèi)阻平分電池電壓，故電壓表的示數(shù)為3V。