电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关.如图是研究它们的关系的实验电路.(电源采用的是蓄电池,内电阻为r0)为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池串联了一个定值电阻R0,把它们一起看作电源(图中虚线框内部分).于是电源的内阻就是蓄电池的内电阻r0和定值电阻R0之和,用r表示,电源的电动势用E表示.
(1)写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式:_____________.(电流表、电压表看作理想电表)
(2)下表中给出了6组实验数据,请将其填充完整,然后根据这些数据,在方格纸中画出PR关系图象,根据图象可知,电源输出功率的最大值是___________W;当时对应的外电阻是___________Ω.
I(A) | 0.20 | 0.28 | 0.36 | 0.44 | 0.52 | 0.60 |
U(V) | 3.00 | 2.60 | 2.20 | 1.80 | 1.40 | 1.00 |
U/I(Ω) | ||||||
UI(W) |
(3)由表中给出的数据,若已知跟电源串联的定值电阻的阻值R0="4.5" Ω,还可以求得该电源的电动势E=__________V,内电阻r0=__________Ω.
(1)P=E2R/(R+r)2 (2)填表、图象见解析 0.8 5.0 (3)4.0 0.50
(1)由P=I2R,根据闭合电路欧姆定律I=,得:P=.
(2)填表及作图如下:
I(A) | 0.20 | 0.28 | 0.36 | 0.44 | 0.52 | 0.60 |
U(V) | 3.00 | 2.60 | 2.20 | 1.80 | 1.40 | 1.00 |
U/I(Ω) | 15.00 | 9.29 | 6.11 | 4.09 | 2.69 | 1.67 |
UI(W) | 0.60 | 0.73 | 0.79 | 0.79 | 0.73 | 0.60 |
由表中所给数据选取第一组和第六组代入方程P=,可解得:E="4.0" V;r="5.0" Ω
电源输出功率有最大值为0.8 W
当电源输出功率最大时有R="r=5.0" Ω.
(3)因此E="4.0" V,内电阻r0="0.50" Ω.