介绍关于高中物理闭合电路中电阻的最大功率求法。(1)电源最大输出功率求法。(2)可变电阻消耗最大功率求法。(3)定值电阻消耗最大功率求法。
工具/原料
闭合电路欧姆定律、电阻、功率
方法/步骤
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复习回顾：看简单模型：如图1所示，电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R，则当外电阻发生变化时，电源的输出功率随之发生变化。
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定量推导 ：设电源的电动势和内电阻分别为E、r，外电路的电阻为R，通过电路的电流强度为I，根据闭合电路的欧姆定律
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电源的输出功率p=UI，即
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对于给定的电源，一般它的电动势和内电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。若用图像表示P与R关系，从P—R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律：
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从图象P—R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律：(1)当外电路电阻R小于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。(2)当外电路电阻R大于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。(3)当外电路电阻R等于电源内电阻r时，电源输出功率最大。其最大输出功率
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例题：电源的电动势E=6v，内电阻r=3Ω，R1=1Ω，R2为变阻器，如图3所示。
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(1)要使电源输出功率最大，R2应为多大？分析与解答：
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(2)要使变阻器R2消耗的功率最大，R2应为多大？分析与解答：
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(3)要使R1消耗的功率最大，R2应为多大？分析与解答：
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巩固练习：如下图所示，若电源的电动势为10伏特，内电阻为2.5Ω。当R1=10Ω时。求：(1)要使电源输出功率最大，变阻器R2应多大？这时电源输出功率是多少？(2)要使变阻器R2消耗的功率最大，R2应为多大？(3)要使R1消耗的电功率最大，变阻器R2应多大？这时R1消耗的电功率是多少？
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参考答案如下：
注意事项
本经验不涉及分压式变阻器功率极值问题。
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