Question

如圖所示，直線a、拋物線b和曲線c分別為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率P、電源內(nèi)部發(fā)熱功率P_r、輸出功率P_R隨電流I變化的圖象，根據(jù)圖象可知（ ）
A．電源的電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻為3Ω
B．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為1Ω
C．圖象中任意電流值對(duì)應(yīng)的P、P_r、P_R間的關(guān)系為P＞P_r+P_R
D．電路中總電阻為2Ω時(shí)，外電阻上消耗的功率最大且為2.25W

Answer 1

【答案】分析：三種功率與電流的關(guān)系是：直流電源的總功率P_E=EI，內(nèi)部的發(fā)熱功率P_r=I²r，輸出功率P_R=EI-I²r，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)選擇圖線．根據(jù)圖線a斜率求解電源的電動(dòng)勢(shì)．由圖讀出電流I=3A時(shí)，發(fā)熱功率P_r=I²r，求出電源的內(nèi)阻．當(dāng)電流為1.5A時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出總電阻，根據(jù)能量關(guān)系求外電阻上消耗的最大功率．
解答：解：A、B：直流電源的總功率P_E=EI，故圖線a的斜率等于電源的電動(dòng)勢(shì)，由得到E==3V．
由圖線b，當(dāng)I=3A時(shí)，P_r=9W，由公式P_r=I²r得，r=1Ω．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C 三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)P_A、P_B、P_C，則這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)P_A、P_B、P_C分別是電源的總功率、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率和輸出功率，根據(jù)能量關(guān)系可知，P_A=P_B+P_C．即P=P_r+P_R，故C錯(cuò)誤．
D、由圖線c可知，當(dāng)電流為1.5A時(shí)外電阻消耗的功率最大．此時(shí)電路中的總電阻為，外電阻上消耗的功率最大為P_R=EI-I²r=3×1.5-1.5²×1Ω=2.25W．故D正確．
故選BD．
點(diǎn)評(píng)：本題首先考查讀圖能力，物理上往往根據(jù)解析式來(lái)理解圖象的物理意義．