Question

【題目】同學們在做電學實驗時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)用兩節(jié)干電池對外提供電壓達不到3V，經(jīng)過上網(wǎng)查找資料發(fā)現(xiàn)實際的電源是有內阻的，相當于一個電壓為U的理想電源和電阻r串聯(lián)，其等效電路如圖甲所示；在如圖乙所示的電路中，電源電壓恒定，定值電阻R1＝20Ω，只閉合開關S時，電流表示數(shù)為0.5A；當開關S和S1同時閉合時，電流表示數(shù)為0.75A。燈泡標有“12V，4.8W”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。試求：

⑴燈泡正常發(fā)光時的電阻；

⑵電源的內阻r和電源電壓U；

⑶電源輸出功率是指電源外部電路消耗的功率，要使此電源的輸出功率最大，外部電路的總電阻R’應該是多少？

Answer 1

【答案】（1）30Ω （2）r=4Ω； U=12V （3）R’=4Ω.

【解析】試題分析：本題由于要考慮電源內阻，難度較大。需要完全理解串并聯(lián)電路特點才能求解。

由可得燈正常發(fā)光時電阻為;

只閉合開關S時,電阻R1接入電路，

由歐姆定律可得：①,

當開關S和S1同時閉合時，R1和燈泡并聯(lián)，R1和燈泡總電阻為,

由歐姆定律可得：②,

由①②可得r=4Ω，U=12V；

（3）電路輸出功率為,當時，輸出功率最大。