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(2005?江苏)如图所示,R为电阻箱,为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5V.求:
(1)电源的电动势E和内阻r.
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
分析:(1)由两次电压表及电阻箱的读数,列出闭合电路欧姆定律联立可求得电动势和内阻;
(2)由功率表达式可知,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大;由数学知识可求得最大值.
解答:解:(1)由闭合电路欧姆定律:E=U1+
U1
R1
r

E=U2+
U2
R2
r

联立上式并代入数据解得:
E=6V
r=1Ω
电源电动势为6V,内阻为1Ω;
(2)由电功率表达式:P=
E2
(R+r)2
R

将上式变形为:P=
E2
(R-r)2
R
+4r

由上式可知R=r=1Ω时P有最大值为Pm=
E2
4r
=9W

故P的最大输出功率为9W.
点评:本题考查闭合电路的欧姆定律及功率输出的最大值问题,最大输出功率要以做为结论直接应用,但是还要注意明确推导过程.
练习册系列答案
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(1)若行李包从B端水平抛出的初速度v=3.0m/s,求它在空中运动的时间和飞行的水平距离.
(2)若行李包以v0=1.0m/s的初速度从A端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20.要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度应满足的条件.

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(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为什么?
(3)导体棒往复运动,最终静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?

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