Question

電源的輸出功率只跟外電路的電阻R有關，如圖（l）所示是研究它們關系的實驗電路為了便于進行實驗和保護蓄電池，給蓄電池串聯了一個定值電阻R₀，把它們一起看作一個等效電源（圖中虛線框內部分），于是等效電源的內電阻就是蓄電池的內電阻和定值電阻R₀之和，用r表示，等效電源的電動勢用E表示．



（1）寫出等效電源的輸出功率P跟 E、r、R的關系式：______．（安培表、伏特表看作理想電表）
（2）在實物圖（2）中畫出連線，組成實驗電路
（3）根據實際實驗所測得的數據，計算出阻值R及不同的阻值R下的電源輸出功率P的值，并描點如圖（3），請在圖（3）中畫出P--R關系圖線
（4）根據圖線求出等效電源輸出功率的最大值是______W，等效電源的內電阻r=______Ω．電動勢E=______V．

Answer 1

（1）由閉合電路歐姆定律得：I=

E

R+r

，電源的輸出功率：P=I²R=

E2R

(R+r)2

；
（2）根據電路圖連接實物電路圖，如圖甲所示；
（3）把坐標系中各點用平滑的曲線連接起來，得到P-R圖象如圖乙所示．
（4））P-R圖線如圖，在大約6.0Ω左右輸出的功率得到最大值，約0.80W，此時外電路電阻R=5.0Ω；
電源的輸出功率P=I²R═

E2R

(R+r)2

=

E2

(R-r)2 R +4r

，當r=R=5Ω時，電源輸出功率最大，此時

E2

4r

=0.80，則E=4.0V．
故答案為：（1）P=

E2R

(R+r)2

；（2）電路圖如圖甲所示；（3）圖象如圖乙所示；（4）0.80；5.0；4.0．