如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器.

2020-05-25 教育 113阅读
从图象上可以直接判断,曲线的最左边的点对应的是电路图中滑变的a端,最右边的点对应b端,所以曲线最左边的点一定是阻值最大的点,利用公式P=I²R1,代入数值,计算得R1=50欧.
还可以利用斜率的变化来得出此结论:曲线最左边到P取得最大值的这段,切线的斜率均为正,且在不断减小,即dP/dI>0,同时d²P/dI²<0,说明P随I增大的速度在变慢,可推出R1的阻值随之减小;P取得最大值到曲线最右边的这段,切线的斜率均为负,且在不断减小,即dP/dI<0,同时d²P/dI²<0,说明P随I减小的速度在变慢,可推出R1的阻值同样随之减小. 因此图象左端阻值最大,对应滑变的a端,右端阻值最小,对应滑变的b端.
设电源内阻与定值电阻R0的和为R,利用闭合电路的欧姆定律U=I(R+R1),代入图象上给定的两个点的相关物理量(0.2,2.0,50)和(0.4,3.2,20),得
U=0.2(R+50)
U=0.4(R+20)
故U=12伏

注意1:此题的图象P与I并不是抛物线的二次函数关系,因为P=I²R1这个函数中,R1不是常数,是一个变量,所以不要试图建立一个二次方程组计算出结果,它根本就不是二次函数!
注意2:类似的滑变最大最小问题,最大值和最小值未必取在两个端点处,从一端到另一端也未必就是一直增大或一直减小,这要根据具体的物理模型利用数学来得出结论!
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