一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图(甲)所示,图中U=12V的直线为图线的渐近线.现将该电源和一个变阻器R0接成如图(乙)所示电路,已知电源允许通过的最大电流为2

◎ 题目

一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图(甲)所示,图中U=12V的直线为图线的渐近线.现将该电源和一个变阻器R0接成如图(乙)所示电路,已知电源允许通过的最大电流为2A,变阻器的最大阻值为R0=22Ω.求:
(1)电源电动势E和内电阻r;
(2)空载时A、B两端输出的电压范围;
(3)A、B两端所能接负载的电阻的最小值.

◎ 答案

(1)当外电阻无穷大时,路端电压等于电动势.由图可知,当外电阻无穷大时,路端电压接近12V,故说明电源的电动势E=12V;
由图象可知,当外电阻为R=2Ω时,路端电压为U=6V,由欧姆定律可得:
电路中电流为I=
U
R
=
6
2
A=3A,
由Ur=E-U=Ir,得内电阻r=
E-U
I
=
12-6
3
Ω=2Ω;
(2)空载时,当变阻器滑片移至最下端时,输出电压最小,为U最小=0V
当变阻器滑片移至最上端时,输出电压最大,为 U最大=
R0E
R0+r
=
22
22+2
×12V
=11V
故空载时A、B两端输出的电压范围是0~11V.
(3)设所接负载的电阻的最小值为R′,此时滑片应移至最上端,电源电流最大I=2A,
有E=I(R+r)
其中R=
R0R′
R0+R′

代入得:12=2×(
22R′
22+R′
+2)
代入数据解得:R′=49Ω
答:
(1)电源电动势E是12V,内电阻r为2Ω;
(2)空载时A、B两端输出的电压范围是0~11V;
(3)A、B两端所能接负载的电阻的最小值是49Ω.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图(甲)所示,图中U=12V的直线为图线的渐近线.现将该电源和一个变阻器R0接成如图(乙)所示电路,已知电源允许通过的最大电流为2…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  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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