问题
问答题
如图所示的电路中，电源的电动势E=80V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器．问：
（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？
（2）如果电源内阻损耗功率不超过总功率的20%，R2应取多少？
（3）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？
（4）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？
答案
（1）将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知道当R2=R1+r时电源的输出功率最大（即外电阻R2消耗的电功率最大）：
R2=R1+r=（4+2）Ω=6Ω；
（2）由η=
=I2r EI
≤20%和I=Ir E E R1+R2+r
解得：R2≥4Ω；
（3）P=I2R=（
）2•（R1+R2）=（E R1+R2+r
）2•（4+R2）=600 W 80 4+R2+2
解得 R2=2Ω；
则得 I=
=E R1+R2+r
A=10A80 4+2+2
电源的效率 η=
×100%=P出 P总
×100%=75%．600 600+102×2
（4）R2=0Ω 时，电路中电流最大，则R1上功率最大．
答：（1）R2阻值为6Ω时，它消耗的功率最大．
（2）如果电源内阻损耗功率不超过总功率的20%，R2≥4Ω．
（3）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2为2Ω，电源效率为75%．
（4）该电路中R2取0Ω时，R1上功率最大．