Question

11．在如圖所示的電路中，圈①、②、③處可以接小燈或安培表或伏特表（均為理想電表）三種元器件，電源電動勢ε、內(nèi)阻 r保持不變，定值電阻R₁＞R₂＞R₃＞R₄＞r，小燈電阻R_L=R₁，以下說法正確的是（　　）

• A． 要使得路端電壓最大，則應該①接小燈，②接電壓表，③接電流表
• B． 要使得電源輸出功率最大，則應該①接小燈，②接電壓表，③接電流表
• C． 要使得電源總功率最大，則應該①接電流表，②接電壓表，③接小燈
• D． 要使得閉合電路中電源效率最高，則應該①接小燈，②接電流表，③接電壓表

Answer 1

分析 電源的總功率P=EI，因電動勢不變，故當電流最大時，電源的總功率最大；
而要增大電源的效率，應增大外阻，則根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點可知兩位置應如何接入用電器．

解答 解：A、若①接電壓表，②接小燈泡，由電路圖可知，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，電流為0，此時的路端電壓最大．故A錯誤；
B、若①接小燈泡，②接電壓表，③接電流表，電流為0，此時電源的輸出功率為0．故B錯誤；
C、若①接小燈泡，②接電壓表，③接電流表，由電路圖可知，電路中R₂、R₃與R₄被電流表短路，燈泡L與R₁串聯(lián)，電路中的總電阻為r+2R₁，
而若將①接電流表，②接電壓表，③接小燈，R₃與R₄串聯(lián)后與燈泡、R₂并聯(lián)，最后與R₁串聯(lián)；此時電路中的總電阻等于r+$\frac{1}{\frac{1}{{R}_{1}}+\frac{1}{{R}_{2}}+\frac{1}{{R}_{3}+{R}_{4}}}$+R₁；小于r+2R₁；
若將①接電流表，②接燈，③接電壓表，燈泡與R₃并聯(lián)，再由R₄串聯(lián)后與R₂并聯(lián)，最后與R₁串聯(lián)；此時電路中的總電阻等于r+$\frac{1}{\frac{1}{{R}_{2}}+\frac{1}{{R}_{4}+\frac{1}{\frac{1}{{R}_{3}}+\frac{1}{{R}_{1}}}}}$+R₁；小于r+2R₁；大于r+$\frac{1}{\frac{1}{{R}_{1}}+\frac{1}{{R}_{2}}+\frac{1}{{R}_{3}+{R}_{4}}}$+R₁；
所以①接電流表，②接電壓表，③接小燈時電源總功率最大．故C正確；
D、要是電源效率最高，則電路不能是斷路，同時外阻越大越好，這樣1要接小燈，如果3接電流表，則R₂、R₃、R₄被短接，R_外=R_L+R₁=2R₁=8R₄，如果②接電流表，則R₃短接，R₄與R₂并聯(lián)，R_外=R_L+R₁+$\frac{{R}_{4}×{R}_{2}}{{R}_{4}+{R}_{2}}$=（8+$\frac{3}{4}$）×R₄，為最大．故D正確．
故選：CD．

點評 理想電壓表在電路中相當于開路，故可直接將電壓表斷開而研究其他電路部分；同時要注意電源的輸出功率與電源總功率的區(qū)別．