高二物理电学两道~~~急等~~

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/17 15:20:26
外电路电阻分别是4欧和1欧时,单位时间内外电路上放出的热量相等,求此电源的内电阻。党外电路的电阻分别取下列数值时,其中输出功率最大的是哪个?(要过程)
8欧,3欧,1欧,0.5欧

有两个“6V 6W”的电灯,并联后接在电动势为E=6V,内电阻为r=1欧的电源上,试求(1)通过电源的总电流和外电路消耗的总功率,(2)并联几盏这样的等是电源输出功率最大,最大值为多少?

第一题:外电路的电阻是不是串联的?你没有图。我按串联来算吧。如果不是你再照同样的思路来改。
单位时间电路放热的计算公式是I^2*R,内外电路是串联关系,因此I相等。要放热相同即是要两部分R相等。因此内阻是4+1=5欧。
输出功率即外电路上的功率,设外电路电阻为R,电路中的电流I=U/(5+R),外电路的功率为U^2R/(5+R)^2,因此,要求输出功率最大,相当于求R/(5+R)^2的最大值。将上述四个值代入,可得8欧电阻的输出功率最大。

第二题:6V6W的灯,电阻R=U^2/P=6欧。两个灯泡并联后的电阻是3欧。
因此(1)电路的总电阻为3+1=4欧,总电流大小为6/4=1.5安,外电路的功率为1.5^2*3=6.75瓦。
(2)并联这样的灯n盏时,外电路电阻值为6/n欧,电流为6/(6/n+1)安,输出功率为(6/(6/n+1))^2*(6/n)。
化简之后为:216/(36/n+n+12),要使这个值最大,即是使36/n+n最小。由不等式的知识可知,(36/n+n)≤√36=6,且最小值时n=6
因此第二问是并联6盏灯时输出功率最大,最大值是216/18=12瓦。

另:其实第一题也可以用这样的不等式方法来求,但比较麻烦。既然是选择题把答案直接代进去是最方便的方法。

1.I1^2R1=I2^2R2
(E/(r+4))^2*4=(E/(r+1))^2*1
两边开根号
r=3欧

第二问过程就不好写了
你要记住一个结论
当内外电阻相同时,电源输出功率最大
所以外电阻是3欧时电源输出功率最大
2.(1)6V 6W,电阻6欧
并联电阻3欧,再加上内阻1欧
6伏/4欧=1.5安

p=I^2*R外=1.5*1.5*3=6.75瓦

(2)还是用到刚才的结论
外电阻等于内电阻时电源输出功率最大
所以外电阻1欧
所以是6个6欧并联
p=(6伏/2欧)^2*1欧=9瓦