火星基地的建設需要配置電器設備，在研究電源和用電器的規律特性時，項目組進行了下列探索。如圖，用電壓為E的電源向定值電阻R0和滑動變阻器R供電。閉合開關S，改變R的阻值，R兩端的電壓U與電流I隨之變化：
（1）試畫出R變化過程中的U-I圖象；
（2）請推導使R上消耗的功率最大所需要的條件，并求出R功率的最大值；
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值為20Ω，若將R的滑片從最左端移到最右端，R消耗的功率如何變化？
（4）在如圖的電路中，電源電壓E保持不變，電阻R1=2.5Ω，R2=10Ω，R3的阻值不為零。當閉合S、斷開S′時，電壓表的示數為4V；當同時閉合S和S′時，請判斷電壓表的示數范圍，并說明理由。
【考點】電功率的綜合計算；歐姆定律在圖像中的應用．
【答案】（1）R變化過程中的U-I圖象見解答圖；
（2）當變阻器R的最大阻值R最大≥R0時，當R=R0時，R上消耗的功率有最大值P=；
當變阻器R的最大阻值R最大＜R0時，當R為最大值R最大時，R上消耗的功率有最大值P'=I2R最大=（）2R最大；
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值為20Ω，若將R的滑片從最左端移到最右端，R消耗的功率先變大再變小，在R=12Ω時，R消耗的功率有最大值；
（4）當同時閉合S和S′時，電壓表的示數范圍為：4V＜U2＜5V，理由見解答部分。
（2）當變阻器R的最大阻值R最大≥R0時，當R=R0時，R上消耗的功率有最大值P=
（
1
2
E
）
2
R
0
當變阻器R的最大阻值R最大＜R0時，當R為最大值R最大時，R上消耗的功率有最大值P'=I2R最大=（
E
R
最大
+
R
0
（3）若R0=12Ω，R的最大阻值為20Ω，若將R的滑片從最左端移到最右端，R消耗的功率先變大再變小，在R=12Ω時，R消耗的功率有最大值；
（4）當同時閉合S和S′時，電壓表的示數范圍為：4V＜U2＜5V，理由見解答部分。
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/21 8:0:10組卷：79引用：1難度：0.4
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2．如圖甲所示，電源電壓恒定，R為定值電阻，滑動變阻器R′標有“20Ω 1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。只閉合開關S和S1，滑片從最右端滑動到a點時，燈泡L恰好正常發光；只閉合開關S和S2，滑片從a點向某一方向移動，直到電壓表示數與燈泡L的額定電壓相同，兩次調節過程中兩電表示數關系如圖乙所示，下列說法正確的是（ ）
①電源電壓為6V
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③滑片在a點時，滑動變阻器接入阻值為6Ω
④任意閉合開關和移動滑片，在電路安全的情況下，電路工作時消耗的最小功率為1.44W
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發布：2024/12/30 16:30:5組卷：89引用：5難度：0.5
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