Question

如圖所示，圖線AB是電路的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線．OM是同一電源向固定電阻R供電時(shí)，R兩端的電壓電變化的圖線，由圖求：
（1）R的阻值．
（2）在交點(diǎn)C處電源的輸出功率．
（3）在C點(diǎn)，電源內(nèi)部消耗的電功率．
（4）電源的最大輸出功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)伏安特性曲線的斜率求出電阻的阻值．
（2）交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流為電源輸出電壓和輸出電流，根據(jù)P=UI求出電源的輸出功率．
（3）根據(jù)電源路端電壓和電流的變化關(guān)系圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從而根據(jù)P=I²r求出電源內(nèi)部消耗的功率．
（4）當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大．

解答：解：（1）OM是電阻的伏安特性曲線，由此可知電阻R=2Ω；
（2）交點(diǎn)C處電源的輸出功率為P_C出=U_cI_c=4×2（W）=8（w）
（3）由圖可知ε=6V，根據(jù)閉合電路歐姆定律，
可計(jì)算電源阻r=

ε-U

I

=

6-4

2

=1Ω   
在C點(diǎn)電源內(nèi)部消耗的功率為
P_C內(nèi)=I_c²?r=2²×1（W）=4W
（4）電源的最大輸出功率P_m，是在外電阻的阻值恰等于電源內(nèi)電阻時(shí)達(dá)到的．
P_m=

ε2

4r

=

62

4

（W）=9W
答：（1）R的阻值為2Ω．
（2）處于直線OM與AB交點(diǎn)C時(shí)電源的輸出功率為8W．
（3）處于交點(diǎn)C時(shí)電源內(nèi)部消耗的電功率為4W．
（4）電源的最大輸出功率為9W．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于圖線關(guān)鍵要根據(jù)物理規(guī)律，從數(shù)學(xué)角度來理解其物理意義．本題要抓住圖線的斜率、交點(diǎn)的意義來理解圖象的意義．