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如图所示电路中,电池的电动势E=6V,内电阻r=1Ω,电阻R0=9Ω,R是可变电阻,在R由零增加到50Ω的过程中,求:(1)可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率;(2)电池的内电阻r和电
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如图所示电路中,电池的电动势E=6V,内电阻r=1Ω,电阻R0=9Ω,R是可变电阻,在R由零增加到50Ω的过程中,求:
(1)可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率;
(2)电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和的最小值.
(1)可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率;
(2)电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和的最小值.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大可知,当把R0和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做R0+r,
当R=R0+r时,即R=10Ω时,电源的输出功率最大,即R上获得最大功率,
此时电路中电流为 I=
=
A=0.3A
R上消耗的最大热功率为P=I2R=0.32×10W=0.9W
(2)当R=50Ω的时候,电路中电流最小,则电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小,
此时电路中电流为Imin=
=
A=0.1A
则内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小值为Pmin=
(R0+r)=0.1W
答:
(1)可变电阻上消耗热功率最大的条件是R为10Ω,最大热功率是0.9W;
(2)电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和的最小值是0.1W.
当R=R0+r时,即R=10Ω时,电源的输出功率最大,即R上获得最大功率,
此时电路中电流为 I=
E |
2(R0+r) |
6 |
2×10 |
R上消耗的最大热功率为P=I2R=0.32×10W=0.9W
(2)当R=50Ω的时候,电路中电流最小,则电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小,
此时电路中电流为Imin=
E |
R0+R+r |
6 |
50+10 |
则内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小值为Pmin=
I | 2 min |
答:
(1)可变电阻上消耗热功率最大的条件是R为10Ω,最大热功率是0.9W;
(2)电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和的最小值是0.1W.
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