定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电动势E,内阻r,R2=多少时电源输出功率最大

（1）由第一幅图象可知，当两电阻两端的电压相同时，通过定值电阻A的电流比B大，由欧姆定律可知B的电阻大、A的电阻小；因R₁＜R₂，所以OA代表R₁的I-U图线；
由第二幅图象可知，电压增大，电流增大，但电流的变化量比电压的变化量大，根据欧姆定律可知OC代表的电阻减小；
从第三幅图象可知，电压增大，电流增大，电压的变化量大于电流的变化量，根据欧姆定律可知OD代表的电阻变大；
因白炽灯泡的电阻会随两端电压的变大，功率变大，温度升高而变大，所以OD代表白炽灯的I-U图线，OC代表的是电子元件E的I-U图线；从图象中可知当灯泡两端的电压为3V时，电流为0.3A，此时灯泡的功率为0.9W．
（2）查图可知，当电压为U=3V时，R₁中的电流为I₁=0.35A，电子元件中的电流为I_E=0.3A，
电路中的总电流为I′=I₁+I_E=0.35A+0.3A=0.65A，
电路的总功率为P_总=UI′=3V×0.65A=1.95W．
（3）查图可知当电流为I=0.15A，灯泡两端的电压为U_L=1V，R₂两端的电压为U₂=2.5V时，电路两端的电压为3.5V；
所以灯泡的实际功率为P_L=U_LI=1V×0.15A=0.15W．
故答案为：
（1）图3；0.3；
（2）1.95；
（3）0.15．

点评：
本题考点： 电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用．

考点点评： 本题是图象信息题，抓住图象横纵坐标表示的物理量，结合欧姆定律进行分析，重点考查学生分析能力和知识综合运用能力，难点有二：一是结合灯泡的电阻与温度有关判断其I-U图线；二是结合串联电路各处的电流相等和总电压等于各分电压之和找出符合电源电压的电流及灯泡两端的电压．

读图可知，电路为并联电路，电压表测电路电压，电流表测干路电流．
由欧姆定律I=[U/R]得，
电路中的总电阻：R_总=[U/I]=[4.5V/0.3A]=15Ω；
由并联电阻的关系可知，[1
R总=
1
R1+
1
R2，
则
1/15Ω＝
1
45Ω+
1
R2]，
解得，R₂=22.5Ω．
答：定值电阻R₂的阻值是22.5Ω．

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用．

考点点评： 本题考查欧姆定律的灵活运用，以及并联电路中电压、电阻的关系，属基本电学原理的综合运用，难度适中．

当闭合开关S₁，断开S₂，等效电路图如图1示；
当将开关S₁、S₂都闭合，等效电路图如图2示；

（1）由图1可得，定值电阻R₁的阻值为：
R₁=
U1
I=[2V/0.2A]=10Ω．
（2）由图2可知电源的电压U=6V，
由图1可知滑动变阻器最大阻值两端的电压U_滑=U-U₁=6V-2V=4V，
滑动变阻器的最大阻值R=
U滑
I=[4V/0.2A]=20Ω．
（3）由图2可得：
I₁=[U
R1=
6V/10Ω]=0.6A，
I₂=I-I₁=0.9A-0.6A=0.3A，
R₂=[U
I2=
6V/0.3A]=20Ω．
答：（1）定值电阻R₁的阻值10Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
（3）定值电阻R₂的电阻为20Ω．

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律．

考点点评： 本题考查了串联电路、并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和电压表所测电路元件的判断．

并联时R₁消耗功率P₁=
U2
R1=12W，①
串联时电路电流I=
U
R1+R2=9A，②
R₁消耗功率为P₁′=I²R₁=10W，③
三式联立可得：R₁=0.12Ω，R₂=0.013Ω，U=1.2V．
故答案为：0.12；0.013．

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；电功率的计算．

考点点评： 本题考查电阻和电压的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是判断出两种情况下电路的连接，再根据电路的连接方式进行解题．

当开关S₁闭合，S₂断开，R₃滑片P位于a点时的等效电路为图1所示：
当开关S₁闭合，S₂断开，R₃滑片P位于b端时的等效电路为图2所示：
当开关S₁断开，S₂闭合的等效电路如图3所示：
在可能得到的各种电路中，只有当开关S₁、S₂都断开，并且滑动变阻器的滑片位于b端时，电路的总电阻最大，消耗的电功率最小，此时的等效电路如图4所示：

图1中：
∵串联电路中各处的电流相等，且U₁：U₂=2：1，
根据欧姆定律可得：

R1
Ra=

U1
I1

U2
I1=
U1
U2=[2/1]，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴I₁=[U
R1+Ra=
U
R1+
R1/2]=[2U
3R1=1A---------①
图2中：
∵U₁′：U₂′=2：5，
∴
R1
Rb=

U1′/I

U2′
I]=
U1′
U2′=[2/5]，即R_b=
5R1
2，
图3中：
∵U₁″：U₂″=3：1，
∴
U1″
U2″=

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；电阻的串联；电路的动态分析；电功率的计算．

考点点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电功率公式的应用，关键是画出四种情况的等效电路图，难点是电路中最小总功率的判断．

两电阻两端允许所加的最大电压分别为：
U₁=I₁R₁=1A×4Ω=4V，U₂=I₂R₂=2A×1Ω=2V，
将两只电阻并联时，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以两端的最大电压U′=2V，此时通过R₂的电流I₂′=2A，
通过R₁电阻的电流I₁′=[U′
R1=
2V/4Ω]=0.5A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴干路中允许通过的最大电流：I=I₁′+I₂′=0.5A+2A=2.5A．
故答案为：2.5．

点评：
本题考点： 并联电路的电流规律；并联电路的电压规律．

考点点评： 本题考查电压、电流的计算，难点是知道并联电路中电压相等，两个电阻并联最大电压只能选两个额定电压较小的一个，要知道并联电路电流的规律．

此电路是一个串联电路，电压表测量R₁两端的电压．当滑片由b端移到a端的过程中，滑动变阻器的阻值变小，电路中的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，所以电流表示数变大，滑动变阻器阻值变小，所分得电压减小，电源电压不变，R₁两端电压变大，所以电压表示数变大．故可排除A、B选项．
当滑片在b端时，R=R₁+R₂=10Ω+50Ω=60Ω，I=
U
R＝
6V
60Ω＝0.1A，U₁=IR₁=0.1A×10Ω=1V，
当滑片在a端时，电路中只有R₁，此时，I=
U
R1＝
6V
10Ω＝0.6A，R₁两端电压为电源电压，电压表示数为6V．
所以，滑片由b端移到a端的过程中，电流表的示数变化范围是0.1A～0.6A，电压表的示数变化范围是1V～6V，因此，C选项错误，D选项正确．
故答案为：D

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．

考点点评： 很多物理情景是一个变化的过程，对此类问题一定要把它分解成两个状态，然后对两个状态分别进行分析，分析时一定要明确哪些量是不变的、是已知的．哪些量是变化的．

电压表接在R₁两端，电压表的示数8V，则此时R₂两端的电压为4V．把此表改接在两端R₂时，由于电压表的内阻不是远大于R₁ R₂，电压表与R₂并联的阻值小于R₂，而R₁与并联部分串联，总电压U=12V，则R₁的电压大于8V，电压表与R₂并联的电路的电压小于4V．
故选A

点评：
本题考点： 串联电路和并联电路．

考点点评： 本题要注意电压表是实际的电表，内阻不是无穷大，电表对电路的影响不能忽略，把电压表看成可测量电压的电阻．

如果驾驶员呼出的酒精气体浓度增大，则传感器R₂阻值变小，电路中的总电阻变小，
∵I=[U/R]，
∴电路中的电流变大即通过传感器的电流变大，
∵U=IR，
∴定值电阻R₁两端的电压变大，电压表的示数变大，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴传感器两端电压变小．
根据公式P=UI可知，电路消耗的总功率将变大．
故选C．

点评：
本题考点： 电路的动态分析．

考点点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，利用好“酒精气体浓度越大，R2阻值越小”是关键．

当电流表示数为I₁=0.6A时，
电阻R₁两端电压为U₁=I₁R₁=0.6A×18Ω=10.8V；
滑动变阻器两端的电压U₂=U-U₁=18V-10.8V=7.2V，
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R_小=
U2
I1=[7.2V/0.6A]=12Ω；
当电压表示数最大为U_大=15V时，
R₁两端电压为U₁′=U-U_大=18V-15V=3V，
电路电流为I₂=

U′1
R1=[3V/18Ω]=[1/6]A，
滑动变阻器接入电路的电阻最大为R_大=
U大
I2=[15V

1/6A]=90Ω．
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω～90Ω．
故选C．

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．

考点点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律应用；关键是确定滑动变阻器的取值范围，需要考虑电流表和电压表的安全使用问题，既不要超过电流表量程，也不要超过电压表量程．