Question

为什么滑动变阻器接入电路电阻为零时电路功率最大

Answer 1

九年级物理：在串联电路中滑动变阻器什么时候消耗的功率最大？

#初中物理#
目的：
（1）熟悉电学问题分析步骤及“局部电路分析法”
（2）学习读取“P-I”图像信息
（3）学习分析滑动变阻器最大值
例题：

1、分析电路

电流只有唯一一条路径
---定值电阻R_0与滑动变阻器R串联

2、分析仪表
---电流表测电路电流

电压表双手环抱R
---电压表测R两端电压
3、分析滑动变阻器

R_左有电流通过
---R_左连入电路
4、当滑动变阻器接入电路阻值为零时

---P_R=0 则I_max=0.6A

---U_总=I_max R_0=0.6 R_0 ①
5、当滑片在最右端时
---滑动变阻器阻值最大R_max

电源电压保持不变
6、根据乙图可知

---P_Rmax=0.5w I_min=0.1A

7、由P=UI 可得
---U_Rmax=P_Rmax/I_min
=0.5w/0.1A
=5V

8、由U_总=U_1+U_2 可得
--- U_总=U_R0+U_R
=I_min R_0+U_R
=0.1 R_0+5 ②
9、由①、②两式可得
--- R_0=5/("0.6 " -"0.1 " )
=10Ω
---U_总=I_max R_0=0.6A×10Ω
=6V
10、由P=I^2R可得
---P_R=〖(U_总/(R_0+R))〗^2 R
=R/〖(R_0+R)〗^2 〖U_总〗^2
=R/(〖(R_0-R)〗^2+4R_0 R) 〖U_总〗^2
=1/(〖(R_0-R)〗^2/R+4R_0 ) 〖U_总〗^2
11、当R= R_0时
---P_max=1/(4×10Ω)×〖（6V）〗^2
=0.9w
12、综上所述
（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路电流是0.6A；
（2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，其两端电压为5V；
（3）滑动变阻器消耗的最大功率为0.9w。