如图所示的电路中,电源的电动势E=80V,内电阻r=2Ω,R1=4Ω,R2为滑动变阻器.问:

如图所示的电路中,电源的电动势E=80V,内电阻r=2Ω,R1=4Ω,R2为滑动变阻器.问:
(1)R2阻值为多大时,它消耗的功率最大?
(2)该电路中R2取多大时,R1上功率最大?
(3)如果要求电源输出功率为600W,外电路电阻R2应取多少?此时电源效率为多少?
(4)如果电源内阻损耗功率不超过总功率的20%,R2应取多少?
吟游书生 1年前 已收到1个回答 举报

雅典娜9 幼苗

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解题思路:(1)将R1视为电源的内电阻处理,根据推论:电源的内电阻等于外电阻时,电源的输出功率最大,进行分析求解.
(2)R1是定值电阻,当电路中电流最大时,其功率最大.(3)电源输出功率P=I2R,而I由闭合电路欧姆定律得到,联立即可求出R2,并可求得电源的效率.
(4)电源的总功率为P=EI,电源内阻损耗功率P=I2r,根据题意:电源内阻损耗功率不超过总功率的20%,列式,即可求出R2

(1)将R1视为电源的内电阻处理,则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点,知道当R2=R1+r时电源的输出功率最大(即外电阻R2消耗的电功率最大):
R2=R1+r=(4+2)Ω=6Ω;
(2)R1为定值电阻,故当R2=0Ω 时,电路中电流最大,则R1上功率最大
(3)P=I2R=([E
R1+R2+r)2•(R1+R2)=(
80
4+R2+2)2•(4+R2)=600 W
解得 R2=2Ω;
则得 I=
E
R1+R2+r=
80/4+2+2] A=10A
电源的效率 η=
P出
P总×100%=[600
600+102×2×100%=75%.
(4).由η=
I2r/EI]=[Ir/E]≤20%和I=
E
R1+R2+r
解得:R2≥4Ω;
答:(1)R2阻值为6Ω时,它消耗的功率最大.
(2)该电路中R2取0Ω时,R1上功率最大.
(3)如果要求电源输出功率为600W,外电路电阻R2为2Ω,电源效率为75%.
(4)如果电源内阻损耗功率不超过总功率的20%,R2≥4Ω.

点评:
本题考点: 电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 本题关键要掌握电源的总功率、内部消耗的功率和输出功率的计算公式,以及三者之间的关系,并理解掌握电源输出功率最大的条件.

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