综合题8.0分
物理

29.电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。如图是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看成电源(图中虚线框内部分)。于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和,用r表示,电源的电动势用E表示。

(1)写出电源的输出功率PE、r、R的关系式_______。(电流表与电压表都视为理想电表)

(2)下表中给出了6组实验数据,根据这些数据在图中的方格纸中画出P-R关系图线。根据图线可知,电源输出功率的最大值是____W,当时对应的外电阻是____Ω。

(3)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω,还可以求得该电源的电动势E=______V,内电阻r0=_______Ω。

考察知识点

  • 电功、电功率
  • 测定电源的电动势和内阻

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)

(2)如下图;0.793~0.830,5Ω;

(3)4V,0.5Ω

解析

① 根据闭合电路欧姆定律,有:E=IR+r),滑动变阻器电阻R的电功率为:P=I2R,以上两式联立求得:P=

② 将题给表格中的数据标注到给定P-R图线中,用光滑曲线连接即可,观察图线可知,最大功率值为0.80W,此时对应的电阻约为5Ω。

③ 由①的计算可知,当滑动变阻器R的阻值与R0+r相等时,输出功率最大,又由于R0=4.5Ω,所以r=0.5Ω,此时R上的电压为2V,所以电源电动势为4V。

考查方向

测量电源的电动势和内阻,闭合电路欧姆定律

解题思路

见解析。

易错点

路端电压为外电路的电压、图线的拟合。

知识点

电功、电功率 测定电源的电动势和内阻