如圖2所示,電源電動勢E=9.0V,內(nèi)阻r=2.0Ω,電阻R1=1.0Ω,R2為可變電阻,其阻值范圍0~10Ω,求:
(1)當(dāng)R2為多大時,R1消耗的電功率最大;
(2)當(dāng)R2為多大時,R2消耗的電功率最大,最大值Pmax是多少?


題中不難看出當(dāng)R2=0時,R1消耗的電功率最大.在R1較小的情況下,R1與r可視為“等效內(nèi)阻”,即r′=R1+r=1.0+2.0=3.0Ω.欲使R1消耗的電功率最大,只要R2取值與“等效內(nèi)阻”相同即可.
圖2中虛線部分相當(dāng)于電源部分,R2為外電路.斷開外電路,用電壓表測出A、B兩端的電壓,即為“等效電動勢”.
故電路中,等效電動勢近似等于電源電動勢,即E′≈E,則最大輸出功率為
W=6.75W
【試題分析】
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

已知:
(1)某電動玩具小車在水平面上運(yùn)動過程中所受的阻力大小與速率成正比;
(2)打開電動玩具小車電源則以額定功率運(yùn)動.某同學(xué)為了測定其額定功率,首先用彈簧秤以2N的水平力,在水平面上拉動小車,小車的尾部粘有紙帶,運(yùn)動過程中打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶如圖1所示.A、B、C、D…,每相鄰兩點(diǎn)之間的時間間隔為0.1秒,每兩點(diǎn)之間的距離在圖1上已標(biāo)出.之后仍在小車尾部粘上紙帶,再在該水平面上,打開小車的電源,打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶如圖2所示.A,、B,、C,、D,…,每相鄰兩點(diǎn)之間的時間間隔仍為0.1秒,每兩點(diǎn)之間的距離在圖上已標(biāo)出.

(1)小車所受的阻力大小與速率的比例系數(shù)為
0.5
0.5
N.s/m
(2)小車的額定功率為
4.5
4.5
w.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D,用螺旋測微器測量其厚度d,示數(shù)如圖所示.由圖可讀出D=
50.80
50.80
mm,d=
3.774
3.774
mm.
(2)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn).
①對于實(shí)驗(yàn)的操作要求,下列說法正確的是
AD
AD

A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端可以不水平
D.要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動,記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
E.為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動的軌跡,應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動軌跡.部分運(yùn)動軌跡如圖乙所示.圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l,P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點(diǎn),P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等.若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動,重力加速度為g.可求出小球從P1運(yùn)動到P2所用的時間為
2
l
g
2
l
g
,小球拋出后的水平速度為
3
gl
3
gl


(3)興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg;
②將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器按如圖1所示安裝;
③接通打點(diǎn)計(jì)時器(其打點(diǎn)周期為0.02s);
④使電動小車以額定功率加速運(yùn)動,達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源,待小車靜時再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時器(設(shè)小車在整個過程中小車所受的阻力恒定).
在上述過程中,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖2所示.請你分析紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題(計(jì)算結(jié)果取三位有效數(shù)字):
(1)該電動小車運(yùn)動的最大速度為
1.50
1.50
m/s;
(2)該電動小車被關(guān)閉電源后加速度大小為
2.00
2.00
m/s2
(3)該電動小車的額定功率為
1.20
1.20
W.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2013?瀘州一模)(1)估測手上拋石塊所做的功
已知將一個物體豎直向上拋出,如果忽略空氣阻力,物體向上運(yùn)動到最高點(diǎn)的時間與從最高點(diǎn)落回到拋出點(diǎn)經(jīng)歷的時間相等.如果用手急速豎直向上拋出小石塊時,估測手對石塊所做的功.
a.需要的測量儀器是
天平
天平
秒表
秒表

b.需要測量的物理量是:
物體的質(zhì)量m
物體的質(zhì)量m
,
物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的總時間t
物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的總時間t

c.手對石塊所做功的表達(dá)式為W=
1
8
m
g
2
 
t
2
 
1
8
m
g
2
 
t
2
 

(2)測某一小型電動機(jī)的內(nèi)阻R
如圖1所示,在鐵架臺上端固定一小型直流電動機(jī),下端固定一打點(diǎn)計(jì)時器.電動機(jī)連接的電路如圖2所示,已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,保護(hù)電阻為R0,電動機(jī)上系一細(xì)繩,繩上連接一個物體,物體下栓一紙帶,紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時器并打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,算出物體勻速運(yùn)動的速度,g取10m/s2

①按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,在實(shí)驗(yàn)過程中,打點(diǎn)計(jì)時器的兩個限位孔要在豎直方向上.
②使用電火花打點(diǎn)計(jì)時器(所用交流電的頻率為50Hz),正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖3所示,每個記數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未畫出.則物體運(yùn)動的速度v=
0.26
0.26
m/s.
③要測出小型電動機(jī)的內(nèi)阻,還必須要測出
物體質(zhì)量m
物體質(zhì)量m
 和
電流表的示數(shù)I
電流表的示數(shù)I
.(請寫出物理量和相應(yīng)的字母)
④小型電動機(jī)的內(nèi)阻R=
EI
-I
2
 
(r+
R
 
0
)-mgv
I
2
 
EI
-I
2
 
(r+
R
 
0
)-mgv
I
2
 
(用題中所給已知量和所測量的字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?濰坊一模)(1)興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.40kg;
②將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器按圖1所示安裝;
③接通打點(diǎn)計(jì)時器(其打點(diǎn)時間間隔為0.02s);
④使電動小車以額定功率加速運(yùn)動,達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源,待小車靜止時再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時器(設(shè)小車在整個過程中所受的阻力恒定).°
在上述過程中,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡記錄了小車停止之前的運(yùn)動情況,如圖2所示.
請你分析紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題:
①該電動小車運(yùn)動的最大速度為
1.5
1.5
m/s;
②該電動小車關(guān)閉電源后的加速度大小為
2.0
2.0
m/s2;
③該電動小車的額定功率為
1.2
1.2
W.

(2)影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多,一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大,而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反,隨溫度的升高而減少.某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律,他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實(shí)驗(yàn),測量元件Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律.
①為完成實(shí)驗(yàn),請連接如圖的實(shí)物.
②實(shí)驗(yàn)測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示.根據(jù)表中數(shù)據(jù),判斷元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料?答:
半導(dǎo)體
半導(dǎo)體

U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
③把元件Z接入如圖所示的電路中,當(dāng)電阻R的阻值為R1=2Ω時,電流表的讀數(shù)為1.25A;當(dāng)電阻R的阻值為R2=3.6Ω時,電流表的讀數(shù)為0.80A.結(jié)合上表數(shù)據(jù),求出電池的電動勢為
4.6
4.6
V,內(nèi)阻為
1.1
1.1
Ω.(不計(jì)電流表的內(nèi)阻)

(3)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的電流與電壓的關(guān)系.可用的器材如下:電源(電動勢3V,內(nèi)阻1Ω)、電鍵、滑動變阻器(最大阻值20Ω)、電壓表、電流表、小燈泡、導(dǎo)線若干.
①實(shí)驗(yàn)中移動滑動變阻器滑片,得到了小燈泡的U-I圖象如圖a所示,則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”).
②根據(jù)圖a,在圖b中把缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全,連接成實(shí)驗(yàn)的電路(其中電流表和電壓表分別測量小燈泡的電流和電壓).
③若某次連接時,把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間,合上電鍵,任意移動滑片發(fā)現(xiàn)都不能使小燈泡完全熄滅,則此時的電路中,小燈泡可能獲得的最小功率是
0.030~0.034
0.030~0.034
W.(電壓表和電流表均視為理想電表)

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科目:高中物理 來源: 題型:

在學(xué)習(xí)過機(jī)車啟動問題之后,某物理興趣小組決定按照圖1做一個實(shí)驗(yàn),測定一電動遙控玩具車的功率,具體步驟如下:
①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg;
②將電動小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器按如圖所示安裝;
③接通打點(diǎn)計(jì)時器(其打點(diǎn)周期為0.02s);
④使電動小車以額定功率加速運(yùn)動,達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源,待小車靜止時再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時器(設(shè)小車在整個過程中所受的阻力恒定).在上述過程中,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖2所示.
請你分析圖2紙帶數(shù)據(jù),回答下列問題:(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(1)該電動小車運(yùn)動的最大速度為
 
m/s;
(2)關(guān)閉小車電源后,小車的加速度大小為
 
m/s2;
(3)小車所受的阻力大小為
 
N;
(4)該電動小車的額定功率為
 
W.
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