Question

3．在如圖所示的電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，電源路端電壓U隨滑動變阻器阻值R的變化關(guān)系圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）

• A． 當(dāng)R=4Ω時，電源總功率為16W，內(nèi)阻熱功率為2W
• B． 電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω
• C． 該電源輸出功率的最大值為4.5W
• D． 滑動變阻器阻值從0.5Ω到10Ω逐漸變大過程中，電源的總功率減小，輸出功率增大

Answer 1

分析 由圖象可知電源的電動勢，由閉合電路歐姆定律可求得電源的內(nèi)阻； 當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時，電源的輸出功率最大．根據(jù)功率公式求解；根據(jù)閉合電路歐姆定律分析總電流的變化，由P=IE分析總功率變化情況．

解答 解：AB、根據(jù)圖象知，R→∞時U=6V，即電源的電動勢為6V，當(dāng)R=4Ω時，U=4V，電路電流$I=\frac{U}{R}=\frac{4}{4}A=1A$，根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=U+Ir，6=4+1r，得r=2Ω
當(dāng)R=4Ω時，電源的總功率P=IE=1×6=6W，內(nèi)阻熱功率為$P={I}_{\;}^{2}r={1}_{\;}^{2}×2=2W$，故AB錯誤；
C、當(dāng)內(nèi)外電路電阻相等時，電源的輸出功率最大，最大輸出功率為${P}_{m}^{\;}=\frac{{E}_{\;}^{2}}{4r}$=$\frac{{6}_{\;}^{2}}{4×2}$=4.5W，故C正確；
D、滑動變阻器阻值從0.5Ω到10Ω逐漸變大過程中，總電阻增大，總電流減小，根據(jù)P=EI知，電源的總功率減小，當(dāng)內(nèi)外電路電阻相等時，電源輸出功率最大，所以輸出功率先增大后減小，故D錯誤；
故選：C

點(diǎn)評 本題考查分析、解決物理極值問題的能力．對于電源，當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率．