Question

电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的两端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R₀=3Ω．

（1）求电源的电动势E和内阻r各为多少？

（2）当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？

（3）当R为何值时，电阻R₀上消耗的功率最大，最大值为多少？

Answer

（1）电源的电动势E为20V，内阻r为8Ω．

（2）电源的最大输出功率为12.5W．

（3）R0消耗的最大功率为9.9W．

【解析】【解析】
（1）图乙中纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内阻，则：

电动势E=20V；内阻r==Ω=8Ω．

（2）当R+R0=r时，即R=r﹣R0=8Ω﹣2Ω=6Ω时，电源的输出功率最大，则电源的最大输出功率为：Pmax==W=12.5W

（3）当R=0时，电路中电流最大，R0消耗的功率最大．

此时电路中电流为 I==A=A

R0消耗的最大功率为 P0=I2R0=（）2×3W=9.9W；

答：

（1）电源的电动势E为20V，内阻r为8Ω．

（2）电源的最大输出功率为12.5W．

（3）R0消耗的最大功率为9.9W．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是利用好电源的电压不变和从图象中读出电流对应的功率．