题目内容

如图所示，电池组的电动势为ε=12V，内电阻为r=2Ω，R0=4Ω，R为变阻器．为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器R阻值调整到
0
0
Ω；当变阻器R=
6
6
Ω时，R上消耗的功率最大．
分析：根据功率公式推导出R0上消耗的电功率与变阻器阻值的关系式，由数学知识分析使此功率最大的条件．从电源的角度看功率，当内阻与外阻阻值相等时电源输出功率最大．从电阻角度看功率，当通过的电流最大时其功率达到最大．
解答：解：R0上消耗的电功率为P=I2R0=（
E
R+R0+r
 ）2R0
由题，r不变，R0为定值电阻，则当变阻器的阻值R=0时，P最大．
对于变阻器来说，当R=R0+r时，则电源的输出功率达到最大值，即变阻器的电阻为6Ω；
故答案为：0，6
点评：本题应用函数法求解R0上消耗功率的最大值，是常用的方法．对于输出功率要达到最大，假设组成新电源（内阻要一定），则外阻等于内阻时，消耗达最大．
练习册系列答案
相关题目
在做测定金属电阻率的实验中，待测金属的阻值约为5Ω．
①某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度如图所示，则游标卡尺所示金属圆片直径的测量值为
3.170
3.170
cm，螺旋测微器所示金属圆片厚度的测量值为
3.471
3.471
mm．
②实验室准备用来测量该电阻值的实验器材除开关若干及导线外，还有：
电压表V1 （量程0～3V，内电阻约15kΩ）；
电压表V2 （量程0～15V，内电阻约75kΩ）；
电流表A1 （量程0～3A，内电阻约0.2Ω）；
电流表A2 （量程0～600mA，内电阻约3Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为100Ω，额定电流为0.6A）；
直流电源、电池组E（电动势为3V、内电阻约为0.3Ω）；
正常实验中为减少测量误差，且电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流-电压的关系图线，则电压表应选用
V
 
1
V
 
1
（填实验器材的代号），电流表应选用
A
 
2
A
 
2
（填实验器材的代号），实验电路图选用下图中的
C
C
图．

③这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示，由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为
5.2
5.2
Ω．（结果精确到小数点后一位）
（2011?江门一模）（1）①用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）测定某工件的宽度，如图所示，此工件的宽度为
23.24
23.24
mm．

②某同学在探究加速度与力的关系时，得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，共中S1=7.05cm、S2=7.68cm，S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是
0.864
0.864
m/s，小车运动的加速度计算表达式为
a=
S6+S5+S4-S3-S2-S1
qT2
a=
S6+S5+S4-S3-S2-S1
qT2
，加速度的大小是
0.64
0.64
m/s2．（结果保留两位有效数字）

（2）测量额定电压为2.5V的小灯泡在0-2.5V电压下的实际功率和电阻值，备有下列器材：
A．待测小灯泡：额定电压为2.5V，额定电流约为0.3A
B．电压表：0-3-15V：O-3V量程的内电阻为3kΩ，0-15V量程的内电阻为15kΩ
C．电流表：O-0.6-3A：O-0.6A量程的内电阻为0.13Ω，0-3A量程的内电阻为0.025Ω
D．电池组：电动势约3V，内电阻不详
E．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流2A
F．电键，导线若干
①根据本实验的需要，电流表应当选用--量程，电压表应当选用
0-3V
0-3V
量程．
②当电压表示数为2.50V时，电流表示数如图所示，则这个小灯泡在额定电压下的实际功率为
0.80
0.80
W，灯丝电阻为
7.81
7.81
Ω．（保留两位有效数字）
③按照实验要求，将图中的器件连接成完整实验电路．
（2011?宜兴市模拟）为测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：
（A）待测电压表V（量程3V，内阻未知）
（B）电流表A（量程3A，内阻0.01Ω）
（C）定值电阻R0（阻值2kΩ，额定电流50mA）
（D）电池组E（电动势小于3V，内阻可忽略）
（E）多用电表
（F）开关S1、S2
（G）导线若干
有一同学利用上述所给的器材，进行如下实验操作：
①用多用电表进行粗测：多用电表电阻挡有三个倍率，分别是×l00Ω、×10Ω和×1Ω．该同学选择×l0Ω倍率，用正确的操作方法测量，发现指针偏转角度太小．为了较准确地进行测量，应选用
×l00Ω
×l00Ω
倍率．若这时刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果是
3
3
kΩ．

②为了更准确的测出此电压表内阻大小，该同学设计了甲、乙 两实验电路．你认为其中较为合理的是
乙
乙
电路．（填“甲”或“乙”），理由是
甲图中电流表的示数太小，误差太大，乙图中R0的阻值与电压表阻值接近，误差小
甲图中电流表的示数太小，误差太大，乙图中R0的阻值与电压表阻值接近，误差小
．
③用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是
S2闭合、断开时伏特表读数U1和U2
S2闭合、断开时伏特表读数U1和U2
．
用上述所测各量表示电 压表内阻Rv=
RV=
U2
U1-U2
R0
RV=
U2
U1-U2
R0
．
有一只电压表，内阻为RV，另有一个内电阻可忽略的电池组，电池组的电动势未知．己知电压表的量程大于电池组的电动势，请用这只电压表、电池组设计一个测量某一高电阻值的电阻RX的值．
（1）在右边的方框中画出电路图．
（2）简述实验步骤和需要测量的数据，并导出RX的计算式．
实验步骤：
①连接如图所示电路；②闭合开关，读出此时电压表示数E为电源电动势；③断开开关，读出此时电压表示数U．
①连接如图所示电路；②闭合开关，读出此时电压表示数E为电源电动势；③断开开关，读出此时电压表示数U．

RX的计算式：
RX=
(E-U)RV
U
RX=
(E-U)RV
U
．
精英家教网如图所示，水平放置的平行板电容器，电容为C，极板间的距离为d，板长为L，与电池组相连，下极板接地．当电键S闭合时，电容器中央P点有一个质量为m、电量为q的油滴恰好处于静止状态．以下说法正确的是（　　）

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