题目内容
1.如图所示,A、B分别为电源E和电阻R的U-I图线,虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线.现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路,由图象可知( )A. | 电源的电动势为3 V,此时消耗的总功率为6 W | |
B. | R的阻值随电压升高而增大,此时的阻值为1Ω | |
C. | 此时电源消耗的热功率为4 W,效率约为66.7% | |
D. | 若再串联一定值电阻,电源的输出功率可能不变 |
分析 由电源的U-I图象与纵轴的交点读出电源的电动势,其斜率大小等于电源的内阻.电阻R的伏安特性曲线上的点与原点O连线的斜率表示电阻.两图线的交点读出电流与电压,求出电源内部消耗的功率、电源的输出功率和效率.
解答 解:AC、电源的U-I图象A纵截距表示电源的电动势,由图读出电源的电动势 E=3V,
内阻 r=|$\frac{△U}{△I}$|=$\frac{3}{3}$Ω=1Ω
两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态,由图读出:路端电压 U=1V,电流 I=2A,则电源的总功率为:P总=EI=3×2W=6W,此时电源内部消耗的电功率为 P内=I2r=4W,电源的输出功率为 P出=UI=2W,电源的效率为 η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{总}}$×100%=$\frac{2}{6}$×100%≈33.3%,故A正确,C错误.
B、电阻R=$\frac{U}{I}$,其大小等于U-I图线上的点与原点O连线的斜率,可知R随电压的升高而增大,
此时电阻值 R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1}{2}$=0.5Ω,故B错误;
D、当外电路电阻与电源内电阻相等时,电源的输出功率最大,所以串联一个定值电阻后,若外电阻与电源内阻的差值减小,电源的输出功率增大,相反减小.若串联后外电路总电阻大于电源的内阻,根据P-R图象知,电源的输出功率也可能不变,故D正确;
故选:AD.
点评 本题关键结合图象并根据公式U=E-Ir和U=IR求解电源的电动势、内电阻和外电阻,同时要记住“外电路电阻与电源内电阻相等时,电源的输出功率最大”的结论.
练习册系列答案
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