Question

3．在如图所示的电路中，调节滑动变阻器的阻值，电源路端电压U随滑动变阻器阻值R的变化关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 当R=4Ω时，电源总功率为16W，内阻热功率为2W
• B． 电源电动势E=6V，内阻r=1Ω
• C． 该电源输出功率的最大值为4.5W
• D． 滑动变阻器阻值从0.5Ω到10Ω逐渐变大过程中，电源的总功率减小，输出功率增大

Answer 1

分析 由图象可知电源的电动势，由闭合电路欧姆定律可求得电源的内阻； 当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大．根据功率公式求解；根据闭合电路欧姆定律分析总电流的变化，由P=IE分析总功率变化情况．

解答 解：AB、根据图象知，R→∞时U=6V，即电源的电动势为6V，当R=4Ω时，U=4V，电路电流$I=\frac{U}{R}=\frac{4}{4}A=1A$，根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir，6=4+1r，得r=2Ω
当R=4Ω时，电源的总功率P=IE=1×6=6W，内阻热功率为$P={I}_{\;}^{2}r={1}_{\;}^{2}×2=2W$，故AB错误；
C、当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大，最大输出功率为${P}_{m}^{\;}=\frac{{E}_{\;}^{2}}{4r}$=$\frac{{6}_{\;}^{2}}{4×2}$=4.5W，故C正确；
D、滑动变阻器阻值从0.5Ω到10Ω逐渐变大过程中，总电阻增大，总电流减小，根据P=EI知，电源的总功率减小，当内外电路电阻相等时，电源输出功率最大，所以输出功率先增大后减小，故D错误；
故选：C

点评 本题考查分析、解决物理极值问题的能力．对于电源，当内外电阻相等时，电源的输出功率．