问题
问答题
如图所示，电源（E，r）由n个电动势E0均为1.5V，内阻均为r0的电池串联所组成（E=nE0，r=nr0），合上开关S，变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出，电表、导线对电路的影响不计．求：
（1）组成电源的串联电池的个数n；
（2）变阻器总阻值；
（3）甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标．（甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线．这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值．）
答案
（1）由乙图看出，短路电流I=3A，则有I=
，得到，r0=0.5ΩnE0 nr0
当电源的内外电阻相等时，输出功率最大，最大输出功率为
P出=I2R=(
)2•nr0=nE0 2nr0 n E 20 4r0
由甲读出，P出=4.5W，代入解得，n=4
（2）电源的效率η=
=UI EI R R+nr0
当变阻器接入电路的电阻最大时，电源的效率最大，由丙读出效率最大值为
η=80%，
代入解得，变阻器总阻值R=8Ω；
（3）甲图中：Ub=
•nE0=3V．1 2
当滑片滑到B端时，Uc=
•nE0=R R+nr0
×4×1.5V=4.8V．8 8+4×0.5
Pc=(
)2R=2.88W nE0 R+nr0
乙图中：Ua=Uc=4.8V，Ia=
=0.6AnE0-Ua nr0
丙图中：Rd=R=8Ω
答：
（1）组成电源的串联电池的个数n=4；
（2）变阻器总阻值为8Ω；
（3）a、b、c、d各点的坐标分别为a（0.6，4.8 ） b（3，4.5 ）c（4.8，2.88 ）d（8，80%）