问题标题:
【如图1所示电路,电源电动势为E,内阻为r,R1为定值电阻,且r>R1,R2为可变电阻,问:(1)当可变电阻R2阻值为多大时,电源的输出功率最大,此时电源的总功率为多少?】
问题描述:
如图1所示电路,电源电动势为E,内阻为r,R1为定值电阻,且r>R1,R2为可变电阻,问:
(1)当可变电阻R2阻值为多大时,电源的输出功率最大,此时电源的总功率为多少?电源的效率是多大?
(2)要使R2获得最大功率,R2的阻值应为多大?
(3)要使R1获得最大功率,R2的阻值应为多大?
钱存华回答:
(1)只有在电源内外电阻相等时,电源的输出功率最大,则可知当R1+R2=r时,即R2=r-R1时电源输出功率最大,此时电路总电流为I=,则电源的总功率为P总=EI=,此时电源的效率为η=×100%=×100%=×100%=50%.
(2)要使R2获得最大的功率,可将电源与R1合并看作等效电源,故其电动势为E,内阻为R1+r,这样要使输出功率最大,即R2=R1+r即可.
(3)要使R1获得最大功率,不可按(2)的办法将R2与电源合并看作等效电源,因为无论R2等于多少,R2+r>R1必成立,因而不可能达到内外电阻相等电源输出功率最大的情况.由于R1是定值电阻,则R1的功率为P1=I2R1,则只有当电路总电流取得最大值时,R1的功率才最大.所以当R2=0时,R1才能获得最大功率.
【试题分析】
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