Question

16．定值電阻R₁和滑動變阻器R₂串聯(lián)后通過開關(guān)S、電流表A連接到電源兩端，滑動變阻器的劃片P置于最右端，如圖（a）所示．現(xiàn)將開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片從最右端移到最左端，電壓表V₁和V₂的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的情況如圖（b）所示．則（　　）

• A． 圖線甲反映的是電源的路端電壓隨干路電流的變化
• B． 電源內(nèi)電阻的阻值為5Ω
• C． 電源的最大輸出功率為3.6　W
• D． 電源效率的最大值為83.3%

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律列式分析出圖b中兩條圖線的表達式進行分析；當電源內(nèi)外電阻相等時，輸出功率最大；當外電阻最大時，電源的效率最高．

解答 解：A、對電阻R₁，根據(jù)歐姆定律，有：U₁=IR₁，故圖線乙反映了定值電阻R₁的電壓與電流關(guān)系；圖線甲反映了電阻R₂兩端的電壓和電流關(guān)系，故A錯誤；
B、圖象甲對應(yīng)的函數(shù)表達式為：U=E-I（r+R₁）；
從圖象甲可以看出，當電流為零時，電壓為6V，故電源的電動勢為6V；
當R₂=0時，電流最大，為I_m=$\frac{E}{{R}_{1}+r}$=0.6A；
電阻R₁為：R₁=$\frac{2V}{0.4A}=5Ω$；
故r=$\frac{E}{{I}_{m}}-{R}_{1}=\frac{6V}{0.6A}-5Ω=5Ω$；故B正確；
C、當電源內(nèi)外電阻相等時，即R=r時，輸出功率最大，為：${P}_{出m}=\frac{{E}^{2}}{4r}=\frac{{6}^{2}}{4×5}=1.8W$；故C錯誤；
D、根據(jù)歐姆定律，R₂的最大值為：R₂=$\frac{4V}{0.2A}=20Ω$；
外電阻越大，電源的效率越高，故最大效率為：η=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}×100%$=$\frac{5+20}{5+20+5}×100%=83.3%$；故D正確；
故選：BD．

點評 本題關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式分析，明確最大輸出功率和最大效率的條件，不難．