如圖所示的甲乙兩個(gè)電路中電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r已知,定值電阻R0已知,求電阻箱的阻值R調(diào)至多大時(shí),其獲得的電功率最大,最大值為多少?
分析:(1)甲圖中,將電源和電阻R0整體看作電源,當(dāng)外電阻R與等效電源的內(nèi)電阻相等時(shí),等效電源的輸出功率最大;
(2)圖乙中,同樣將電源和電阻R0整體看作電源,當(dāng)外電阻R與等效電源的內(nèi)電阻相等時(shí),等效電源的輸出功率最大;
解答:解:(1)甲圖中,將電源和電阻R0整體看作電源,當(dāng)外電阻R與等效電源的內(nèi)電阻(r+R0)相等時(shí),等效電源的輸出功率最大;
最大電功率為:Pmax=[
E
2(r+R0)
]2(r+R0)
=
E2
4(R0+r)
;
(2)乙圖中,同樣將電源和電阻R0整體看作電源,當(dāng)外電阻R與等效電源的內(nèi)電阻相等時(shí),等效電源的輸出功率最大;
等效電源的內(nèi)電阻等于r與R0并聯(lián)的電阻,為:
rR0
r+R0
;等效電源的電動(dòng)勢(shì)為
R0
r+R0
E
;
當(dāng)R=
rR0
r+R0
時(shí)有最大電功率,為:
Pmax=
(
R0
R0+r
E)
2
4
R0r
R0+r
=
R0E2
4r(R0+r)

答:甲圖中,電阻箱的阻值R調(diào)至r+R0時(shí),其獲得的電功率最大,最大值為
E2
4(R0+r)
;
乙圖中,電阻箱的阻值R調(diào)至
rR0
r+R0
時(shí),其獲得的電功率最大,最大值為
R0E2
4r(R0+r)
點(diǎn)評(píng):本題考查了將實(shí)際的有源電路等效成電源的方法,等效電源的電壓等于外電路開路時(shí)的路端電壓,等效電源的內(nèi)電阻等于將電源換成內(nèi)電阻r的混連總電阻.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示的情況中,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置.線圈A通過電流表甲、高阻值的電阻R‘、變阻器R和開關(guān)連接到干電池上,線圈B的兩端接到另一個(gè)電流表乙上,兩個(gè)電流表相同,零刻度居中.閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P不動(dòng)時(shí),甲、乙兩個(gè)電流表指針的不同的位置如圖所示.
(1)當(dāng)滑片P較快地向左滑動(dòng)時(shí),甲表指針的偏轉(zhuǎn)方向是
向右偏
向右偏
,乙表指針的偏轉(zhuǎn)方向是
向左偏
向左偏
.(填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)
(2)斷開開關(guān),待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關(guān),乙表的偏轉(zhuǎn)情況是
向左偏
向左偏
(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)
(3)從上述實(shí)驗(yàn)可以初步得出結(jié)論:
穿過閉合回路的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻得引起感應(yīng)電流的磁通量變化.
穿過閉合回路的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻得引起感應(yīng)電流的磁通量變化.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中( 結(jié)果均保留兩位小數(shù))
某同學(xué)用圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如圖所示的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)(初速度為零)記作O點(diǎn),測(cè)出點(diǎn)O、A間的距離為68.97cm,點(diǎn)A、C間的距離為15.24cm,點(diǎn)C、E間的距離為16.76cm,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2,重錘的質(zhì)量為m=1.0kg,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi),重錘動(dòng)能的增加量為
8.00
8.00
J,重力勢(shì)能的減少量為
8.25
8.25
J.
利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a=
9.50
9.50
m/s2
在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總大于重錘增大的動(dòng)能,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用,用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為
0.30
0.30
N.

(2)從表中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑脑O(shè)計(jì)一個(gè)電路來測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1,要求盡可能高的測(cè)量精度,并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).
器材(代號(hào)) 規(guī)格
電流表(A1 量程10mA,待測(cè)內(nèi)電阻r1約2Ω
電流表(A2 量程50 μA,內(nèi)阻r2=750Ω
電壓表(V) 量程15V,內(nèi)阻r3=10kΩ
定值電阻(R1 阻值R1=35Ω
滑動(dòng)變阻器(R2 總電阻值約5Ω
電池(E) 電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻不計(jì)
開關(guān)S
導(dǎo)線若干
1某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示電路,那么為了滿足題目要求,應(yīng)選擇圖
(選填“甲”或“乙”).2同學(xué)A按電路圖乙將實(shí)物連接成如圖丙所示電路,同學(xué)B在閉合開關(guān)S前檢查發(fā)現(xiàn)有兩處錯(cuò)誤或不恰當(dāng)?shù)牡胤,?qǐng)你指出
電流表A1正負(fù)接線柱接反了
電流表A1正負(fù)接線柱接反了
_、
滑片P應(yīng)置于最左端
滑片P應(yīng)置于最左端
.3根據(jù)正確的電路選擇,由測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組計(jì)算來r1,則表達(dá)式r1=
I2
I1
r2-R1
I2
I1
r2-R1
,式中各符號(hào)的意義是
I1、I2為A1、A2示數(shù),r2為A2內(nèi)阻,R1為定值電阻
I1、I2為A1、A2示數(shù),r2為A2內(nèi)阻,R1為定值電阻

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)如圖所示,圖甲、圖乙是物理史上兩個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的示意圖,通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)人們對(duì)光的本性有了比較全面的認(rèn)識(shí):
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①圖甲是英國物理學(xué)家托馬斯?楊做的
 
實(shí)驗(yàn)的示意圖,該實(shí)驗(yàn)是光的
 
說的有力證據(jù).
②圖乙是
 
實(shí)驗(yàn)的示意圖,該實(shí)驗(yàn)是光的
 
說的有力證據(jù).
(2)如圖是一個(gè)較復(fù)雜電路,所有電阻均為R,a、b、c、d、e、f、g、h、i為電路的測(cè)試點(diǎn).現(xiàn)用電壓傳感器檢測(cè)電路在電鍵閉合后有哪些點(diǎn)與c點(diǎn)電勢(shì)相等.(將電壓傳感器的兩個(gè)接線柱分別和兩個(gè)探針相連接,當(dāng)正接線柱的電勢(shì)高于負(fù)接線柱時(shí),讀數(shù)為正).
①若在圖中連接電壓傳感器正接線柱的探針接觸a點(diǎn),連接負(fù)接線柱的探針接觸b點(diǎn)時(shí),讀數(shù)為負(fù),則可以判斷a點(diǎn)接在電源的
 
極上(選填“正”或“負(fù)”).
②對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與判斷,下列說法正確的是
 

A.電壓傳感器為零時(shí)表明所測(cè)兩點(diǎn)電勢(shì)相等
B.檢測(cè)電勢(shì)相同點(diǎn)只能用電壓傳感器,不能用電壓表
C.在檢測(cè)過程中兩個(gè)探針可以交換
D.從實(shí)驗(yàn)原理來說,如用電流傳感器代替電壓傳感器亦可以完成檢測(cè)
(3)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,所給的器材有:電壓表V、電流表A、變阻器R以及電鍵S和導(dǎo)線若干.
①在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
②如圖所示的U-I圖上是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn),請(qǐng)你完成圖線,并由圖線求出E=
 
V,r=
 
Ω.
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③若選用兩組數(shù)據(jù),用歐姆定律算出E、r,則選用第
 
和第
 
組數(shù)據(jù)誤差最大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)定重力加速度:
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①電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為
 
,頻率
 

②打出的紙帶如圖所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的
 
端應(yīng)和重物相連接.(選填“甲”或“乙”)
③實(shí)驗(yàn)中在紙帶上連續(xù)打出點(diǎn)1、2、3、…、9,如圖所示,由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為
 
m/s2
④當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2,請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖闹饕?!--BA-->
 

(2)某同學(xué)在做測(cè)金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,取一根粗細(xì)均勻的康銅絲,其中有兩個(gè)步驟是用螺旋測(cè)微器測(cè)出康銅絲的直徑d和用伏安法測(cè)量的康銅絲的電阻R.
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①用螺旋測(cè)微器測(cè)量康銅絲直徑如丙圖所示,由圖可知其直徑為
 
mm.
②圖乙是測(cè)量康銅絲電阻的原理圖,根據(jù)原理圖在如圖甲所示的實(shí)物圖中畫出連線.
③利用上面的電路圖測(cè)出的電阻值比真實(shí)值
 
(填“偏大”或“偏小”),這種誤差叫做
 
誤差(填“系統(tǒng)”或“偶然”).

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