题目内容
【题目】如图所示,电源电动势E=3V,内阻r=3Ω,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω.
(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时,电阻R1消耗的功率最大?电阻R1消耗的最大功率是多少?
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?滑动变阻器消耗的最大功率是多少?
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大?电源输出的最大功率是多少?
(4)三种情况下,电源的效率分别为多大?
【答案】(1)0 0.56 W;(2)4 Ω 0.56 W;(3)2 Ω 0.75 W ;(4)25% 62.5% 50%
【解析】
(1)R1为定值电阻,当R2=0时,流经R1的电流最大,电阻R1消耗的功率最大
此时
电阻R1消耗的最大功率为:
(2)电源与定值电阻R1可看作一个电动势为E=3V,内阻为r′=r+R1=4Ω的电源,由分析可知,当滑动变阻器阻值R2=r′=4Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,此时
(3)同理,由前面分析可知,当R外=r时,即R2′=2Ω时,电源输出的功率最大,此时
.
(4)电阻R1消耗功率最大时,电源的效率:
滑动变阻器消耗的功率最大时,电源的效率:
当电源输出功率最大时,电源的效率:
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