Question

13．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為2V，內(nèi)阻為0.5Ω，R₀為2Ω，變阻器的阻值變化范圍為0～10Ω，當(dāng)S閉合后，求：
（1）變阻器阻值多大時(shí)，R₀消耗的功率最大，其最大功率為多少？
（2）變阻器阻值多大時(shí)，變阻器消耗的功率最大．其最大功率為多少？

Answer 1

分析 （1）R₀為定值電阻，根據(jù)P=I²R，當(dāng)電流最大時(shí)，電阻R₀消耗的功率最大．
（2）對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大．將電阻R₀看成電源的內(nèi)阻，等效成一個(gè)等效電源，根據(jù)這個(gè)結(jié)論進(jìn)行分析求解．

解答 解：（1）根據(jù)P=I²R，當(dāng)電流最大時(shí)，電阻R消耗的功率最大，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí)，電阻R₀消耗的功率最大；
（2）對(duì)于電源，有這樣的結(jié)論：當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大．
將電阻R₀與電源等效成一個(gè)電源，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R=R₀+r=2.5Ω時(shí)，等效電源的輸出功率最大，即滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，最大功率為：
P=$\frac{{E}^{2}}{4R}=\frac{{2}^{2}}{4×2.5}$W=0.4W
答：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí)，R₁消耗的功率最大．
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為2.5Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，其最大功率為0.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題采用結(jié)論法解題，關(guān)鍵記住“對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大”的結(jié)論．