Question

【题目】同学们在做电学实验时经常发现用两节干电池对外提供电压达不到3V，经过上网查找资料发现实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为U的理想电源和电阻r串联，其等效电路如图甲所示；在如图乙所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1＝20Ω，只闭合开关S时，电流表示数为0.5A；当开关S和S1同时闭合时，电流表示数为0.75A。灯泡标有“12V，4.8W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。试求：

⑴灯泡正常发光时的电阻；

⑵电源的内阻r和电源电压U；

⑶电源输出功率是指电源外部电路消耗的功率，要使此电源的输出功率最大，外部电路的总电阻R’应该是多少？

Answer 1

【答案】（1）30Ω （2）r=4Ω； U=12V （3）R’=4Ω.

【解析】试题分析：本题由于要考虑电源内阻，难度较大。需要完全理解串并联电路特点才能求解。

由可得灯正常发光时电阻为;

只闭合开关S时,电阻R1接入电路，

由欧姆定律可得：①,

当开关S和S1同时闭合时，R1和灯泡并联，R1和灯泡总电阻为,

由欧姆定律可得：②,

由①②可得r=4Ω，U=12V；

（3）电路输出功率为,当时，输出功率最大。