(2018·*高考)如圖*所示,用電動勢為E、內阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電...
問題詳情:
(2018·*高考)如圖*所示,用電動勢為E、內阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。
(1)以U為縱座標,I為橫座標,在圖乙中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖象的示意圖,並説明U-I圖象與兩座標軸交點的物理意義。
(2)a.請在圖乙畫好的U-I關係圖線上任取一點,畫出帶網格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率。
b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。
(3)請寫出電源電動勢定義式,並結合能量守恆定律*:電源電動勢在數值上等於內、外電路電勢降落之和。
【回答】
見解析
【解析】(1)U-I圖象如圖所示,其中圖象與縱軸交點的座標值為電源電動勢,與橫軸交點的座標值為短路電流。
(2)a.如圖所示
b.電源輸出的電功率:
P=I2R=R=
當外電路電阻R=r時,電源輸出的電功率最大,為Pmax=。
(3)電動勢定義式:E=
根據能量守恆定律,在圖*所示電路中,非靜電力做功W產生的電能等於在外電路和內電路產生的電熱,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq=W非靜電力
E==Ir+IR=U內+U外
知識點:電路及其應用單元測試
題型:綜合題