题目内容

7.某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的图线画在同一坐标系中,分别对应图中的a、b、c所示.以下判断中正确的是(  )
A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C 三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1:2
C.电源的电动势E=3V,内电阻r=1Ω
D.电源的最大输出功率Pm=9W

分析 根据电源消耗的总功率的计算公式PE=EI可得电源的总功率与电流的关系,根据电源内部的发热功率Pr=I2r可得电源内部的发热功率与电流的关系,从而可以判断abc三条线代表的关系式,在由功率的公式可以分析功率之间的关系.

解答 解:A、由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI,Pr=I2r,可知,a是直线,表示的是电源消耗的总电功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,则在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,故A正确;
B、当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点M时的电流,此时电流的大小为I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{E}{2r}$,功率的大小为P出=$\frac{{E}^{2}}{4r}$,a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr随相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为I′=$\frac{E}{r}$,功率的大小为P′=$\frac{{E}^{2}}{r}$,所以横坐标之比为1:2,故B正确.
C、当I=3A时,PR=0.说明外电路短路,根据PE=EI知电源的电动势E=3V,内电阻r=$\frac{E}{I}$=$\frac{3}{3}$=1Ω,故C正确;
D、图线c表示电源的输出功率与电流的关系图象,很显然,最大输出功率小于3W,故D错误;
故选:ABC.

点评 本题考查电源的输出功率规律,要注意当电源的内阻和外电阻的大小相等时,此时电源的输出的功率最大,并且直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和.

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