Question

3．如圖所示，A、B分別為電源E和電阻R的U-I圖線，虛線C是過圖線A、B交點(diǎn)的曲線B的切線，現(xiàn)將電源E與電阻R及開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路，由圖象可得（　�。�

• A． 電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，此時(shí)電源內(nèi)部消耗的電功率為4W
• B． R的阻值隨電壓升高而增大，此時(shí)的阻值為1Ω
• C． 若再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率一定改變
• D． 此時(shí)電源的輸出功率為2W，電源的效率約為33.3%

Answer 1

分析 由電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動(dòng)勢(shì)，其斜率大小等于電源的內(nèi)阻．電阻R的伏安特性曲線上的點(diǎn)與原點(diǎn)O連線的斜率表示電阻．兩圖線的交點(diǎn)讀出電流與電壓，求出電源內(nèi)部消耗的功率、電源的輸出功率和效率．

解答 解：AD、電源的U-I圖象A縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì) E=3V，內(nèi)阻 r=|$\frac{△U}{△I}$|=$\frac{3}{3}$=1Ω
兩圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)工作狀態(tài)，由圖讀出：路端電壓 U=1V，電流 I=2A，則電源的總功率為：P_總=EI=3×2W=6W，此時(shí)電源內(nèi)部消耗的電功率為 P_內(nèi)=I²r=4W，電源的輸出功率為 P_出=UI=2W，電源的效率為 η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{2}{6}$×100%≈33.3%，故A、D正確．
B、電阻R=$\frac{U}{I}$，其大小等于U-I圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)O連線的斜率，可知R隨電壓的升高而增大，此時(shí)電阻值 R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1}{2}$=0.5Ω，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)外電路電阻與電源內(nèi)電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以串聯(lián)一個(gè)定值電阻后，若外電阻與電源內(nèi)阻的差值減小，電源的輸出功率增大，相反減�。�若串聯(lián)后外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻，根據(jù)P-R圖象知，電源的輸出功率也可能不變，故C錯(cuò)誤；
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵結(jié)合圖象并根據(jù)公式U=E-Ir和U=IR求解電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻和外電阻，同時(shí)要記住“外電路電阻與電源內(nèi)電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大”的結(jié)論．