现通过以下实验探究电源输出功率与电源内电阻和负载电阻的关系,以及在什么情况下电源输出功率最大.
采用的器材为:一号干电池两节(总内阻r较小),定值电阻R
0(10Ω),电阻箱R(总阻值999.9Ω),伏特表(内阻很大),安培表(内阻可忽略),电键,导线等.
(1)根据需要设计好实验电路图并请画在虚框中(实验中为增大电源内阻,需将定值电阻R
0与两节干电池串联在一起作为等效电源).
(2)按电路图连接好线路(在闭合电键前已将电阻箱调到最大值.)合上电键,逐次减小电阻箱R的值.
(3)读取并记录电阻箱值R及对应的电压表和电流表的数值U和I,算出相应的等效电源输出功率P值.根据所得数据绘出P-R关系曲线(图甲)和U-I图线(图乙)
根据以上实验请回答:
①从图甲上可以看出,当R=
12.0
12.0
Ω时,等效电源输出功率最大,最大输出功率P
m=
0.189
0.189
W.
②从图甲中可求出R
0+r=
11.6
11.6
Ω,与①中所得R值相差不多.进一步从图乙中所得出的数据计算出等效电源最大输出功率P'
m=
0.188
0.188
W,与图甲中的P
m相比也基本相符.
③实验中在调节并读取电阻箱阻值R时,当R<R
0+r时应取得密一些,而当R>R
0+r时可取得疏一些,这是为什么?