问题 多选题

如图所示的电路中,已知电源电动势为E,内电阻为r,定值电阻为R1,滑动变阻器为R,阻值可以从零连续增大到Rmax,已知r<R1<Rmax,下列结论正确的是(  )

A.当R=R1-r时,R1消耗的功率最大

B.R消耗的最大功率可能为

E
4(r+R1)

C.当R=0时,R1消耗的功率最大

D.外电路消耗的最大功率为

ER1
(r+R
)

答案

电阻R消耗的功率P=I2R=(

E
r+R1+R
)2R=
E2
4(r+R1)+
(r+R1-R)2
R

A、因为r<R1<Rmax,算R的最大功率时,可把R1+r等效为电源的内阻,此时可能出现Rmax大于、等于或小于R1+r,当R=r+R1时,R的功率最大,最大功率为

E2
4(r+R1)
,故A错误,B正确;

C、R1的功率PR1=I2R1,当R=0回路中电流I最大时,R1消耗的最大功率PR1最大=I2R1=(

E
r+R1
)2R1=
E2R1
(r+R1)2
,故C正确;

D、当电源内外电阻相等时,电源的输出功率最大,当内外电阻不相等时,外电阻越小,外电路消耗的功率最大,由r<R1<Rmax

则当外电阻最小,R=O时,外电路消耗的功率最大,由C可知,外电路最大功率是

E2R1
(r+R1)2
,故D正确;

故选BCD.

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