Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓U保持不變，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，其最大阻值為R2。閉合開關(guān)S，要求：

（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)時(shí)，用題中字母推導(dǎo)出電路的總電功率最大值的表達(dá)式：

（2）請(qǐng)你分析論證當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從變阻器當(dāng)中某位置R0滑到最右端的過程中，R2的電功率是如何變化的？

溫馨據(jù)示：推導(dǎo)過程中需要的物理量可以提前設(shè)定。

Answer 1

【答案】(1) (2)一直變大或者先變大后變小或者一直變小

【解析】

(1)根據(jù)公式可知，電源電壓保持不變，總功率最大的時(shí)候，R最小，總電阻最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器在最左端，總電阻為R1，故

(2) 因R2的電功率，取決于通過的電流和兩端的電壓，所以，R2接入電路的電阻為R0，且0＜R0≤R2，則串聯(lián)電路的電流為：

；

R2上的功率：

；

這是一個(gè)關(guān)于的二次函數(shù)，二次項(xiàng)系數(shù)-R1U2，一次項(xiàng)系數(shù)U2，根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)，可知，如果：

即：

R+R1=2R1

R上功率最大；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從變阻器當(dāng)中某一位置滑到最右端的過程中，根據(jù)二次函數(shù)的圖象可得結(jié)論：

①若R0一開始小于R1，但是R2小于等于R1，則電功率P一直變大；

②若R0一開始小于R1，但是R2大于R1，則電功率P先變大后變��；

③若R0一開始大于等于R1，則電功率P一直變小。