Question

电源的输出功率只跟外电路的电阻R有关，如图（l）所示是研究它们关系的实验电路为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R₀，把它们一起看作一个等效电源（图中虚线框内部分），于是等效电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R₀之和，用r表示，等效电源的电动势用E表示．



（1）写出等效电源的输出功率P跟 E、r、R的关系式：______．（安培表、伏特表看作理想电表）
（2）在实物图（2）中画出连线，组成实验电路
（3）根据实际实验所测得的数据，计算出阻值R及不同的阻值R下的电源输出功率P的值，并描点如图（3），请在图（3）中画出P--R关系图线
（4）根据图线求出等效电源输出功率的最大值是______W，等效电源的内电阻r=______Ω．电动势E=______V．

Answer 1

（1）由闭合电路欧姆定律得：I=

E

R+r

，电源的输出功率：P=I²R=

E2R

(R+r)2

；
（2）根据电路图连接实物电路图，如图甲所示；
（3）把坐标系中各点用平滑的曲线连接起来，得到P-R图象如图乙所示．
（4））P-R图线如图，在大约6.0Ω左右输出的功率得到最大值，约0.80W，此时外电路电阻R=5.0Ω；
电源的输出功率P=I²R═

E2R

(R+r)2

=

E2

(R-r)2 R +4r

，当r=R=5Ω时，电源输出功率最大，此时

E2

4r

=0.80，则E=4.0V．
故答案为：（1）P=

E2R

(R+r)2

；（2）电路图如图甲所示；（3）图象如图乙所示；（4）0.80；5.0；4.0．