图,外电路由一个可变电阻R和一个固定电阻R0串联构成,电源电动势为ε,电源内阻为r,问:R调到什么时候,R0上将得到最大功率。

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 焦耳定律,电热/2022-12-13 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

图,外电路由一个可变电阻R和一个固定电阻R0串联构成,电源电动势为ε,电源内阻为r,

问:R调到什么时候,R0上将得到最大功率。

◎ 答案

当可变电阻R减小到零时,固定电阻R0上有最大输出功率其大小为
 

◎ 解析


【错解分析】错解:把可变电阻R看成电源内阻的一部分,即电源内阻r′=r+R。利用电源输出功率最大的条件是R=r′得R0=R+r,即R=R0-r,所以把可变电阻调到R=R2-r时,电路中R0上得到最大功率,其大小为
 
可变电阻R上得到的功率,决定于可变电阻的电流和电压,也可以用电源输出功率最大时的条件,内外电阻相同时电源有最大输出功率来计算。但是题目要求讨论定值电阻R0上的输出功率,则不能生搬硬套。定值电阻R0上的功率,决定于流过电阻R0的电流强,这与讨论可变电阻R上的功率不同。
【正解】电流经过电阻R0,电流能转换成内能,R0上功率决定于电流强度大小和电阻值,即P=I2R0,所以当电流强度最大时,R0上得到最大功率。由纯电阻的闭合电路欧姆定律,有

当可变电阻R减小到零时,电路中电流强度有最大值,固定电阻R0上有最大输出功率,其大小为 
【点评】在讨论物理问题时选择研究对象是重要的一环。研究对象选错了,就要犯张冠李戴的错误。明明题目中要我们计算定值电阻的功率,有人却套用滑动变阻器的结论。所以认真审题找出研究对象,也是提高理解能力的具体操作步骤。

◎ 知识点

    专家分析,试题“图,外电路由一个可变电阻R和一个固定电阻R0串联构成,电源电动势为ε,电源内阻为r,问:R调到什么时候,R0上将得到最大功率。…”主要考查了你对  【电功】,【焦耳定律,电热】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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