Question

如圖a所示的電路中，滑動變阻器總電阻R=20Ω，定值電阻R₀=5Ω。由一個電源電動勢6V、內阻可在1~20Ω之間調節的特殊電源供電。

（1）圖b所示的電路實物圖中缺了一根導線，請將此導線補畫在圖上（白色小圈為滑動變阻器的接線柱）。

（2）將電源內阻調為r₁=1Ω，滑片P從上端A移動到下端B的過程中，流過PB段的電流如何變化（不需要說明理由）？為了保證使用過程中的安全，理論上滑動變阻器的線圈額定電流不小于多少？

（3）若將滑片P固定在滑動變阻器正中間，調節內阻，求電源的最大輸出功率。某同學認為，內阻調節到與此時的外電阻相同時，電源有最大輸出功率。該同學的想法是否正確？若正確，按該同學的思路求出結果；若不正確，說明理由并求出正確結果。

 

Answer 1

(1)如圖…………2分

（2）滑片P從上端A移動到下端B的過程中，流過PB段的電流不斷增加。…………2分

當P接近B點時，流過PB段電流最大

此時PB段電阻接近零，流過的電流

I=E/（R₀+r）=6/(5+1)=1A…………2分

(3)不正確………1分

由于滑片P固定在滑動變阻器正中間，則滑動變阻器兩部分并聯后電阻為5Ω………1分

…………2分

可見：當r最小時，電源的輸出功率有最大值

W…………2分