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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:

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 11:15:16
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?
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)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=
Ir
E≤20%和I=
E
R1+R2+r
解得:R2≥4Ω;     
(3)P=I2R=(
E
R1+R2+r)2•(R1+R2)=(
80
4+R2+2)2•(4+R2)=600 W   
解得 R2=2Ω;
则得 I=
E
R1+R2+r=
80
4+2+2 A=10A
电源的效率 η=
P出
P总×100%=
600
600+102×2×100%=75%.
(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.