(2018·*高考)如圖*所示，用電動勢為E、內阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電...

問題詳情：

(2018·*高考)如圖*所示，用電動勢為E、內阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

(1)以U為縱座標，I為橫座標，在圖乙中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖象的示意圖，並説明U-I圖象與兩座標軸交點的物理意義。

(2)a.請在圖乙畫好的U-I關係圖線上任取一點，畫出帶網格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率。

b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

(3)請寫出電源電動勢定義式，並結合能量守恆定律*：電源電動勢在數值上等於內、外電路電勢降落之和。

【回答】

見解析

【解析】(1)U-I圖象如圖所示，其中圖象與縱軸交點的座標值為電源電動勢，與橫軸交點的座標值為短路電流。

(2)a.如圖所示

b.電源輸出的電功率：

P=I2R=R=

當外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為Pmax=。

(3)電動勢定義式：E=

根據能量守恆定律，在圖*所示電路中，非靜電力做功W產生的電能等於在外電路和內電路產生的電熱，即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq=W非靜電力

E==Ir+IR=U內+U外

知識點：電路及其應用單元測試

題型：綜合題