(2018·*高考)如图*所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电...

问题详情：

(2018·*高考)如图*所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

(1)以U为纵坐标，I为横坐标，在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图，并说明U-I图象与两坐标轴交点的物理意义。

(2)a.请在图乙画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率。

b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

(3)请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律*：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

【回答】

见解析

【解析】(1)U-I图象如图所示，其中图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。

(2)a.如图所示

b.电源输出的电功率：

P=I2R=R=

当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为Pmax=。

(3)电动势定义式：E=

根据能量守恒定律，在图*所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq=W非静电力

E==Ir+IR=U内+U外

知识点：电路及其应用单元测试

题型：综合题