格物学 电磁学欧姆定律

闭合电路的U-I图象-欧姆定律知识点月考基础单选题自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率96.0%

2025-06-10
闭合电路的U-I图象-欧姆定律知识点月考基础单选题自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率96.0%
1、['闭合电路的U-I图象']

正确率60.0%某一电源的路端电压与电流的关系图线和电阻$${{R}_{1}}$$、$${{R}_{2}}$$的电压与电流的关系图线如图所示$${{.}}$$用此电源和电阻$${{R}_{1}}$$、$${{R}_{2}}$$组成电路,$${{R}_{1}}$$、$${{R}_{2}}$$可以同时接入电路,也可以单独接入电路$${{.}}$$为使电源的输出功率最大,可采用的接法是(
$$None$$

C

A.将$${{R}_{1}}$$、$${{R}_{2}}$$串联后接到电源两端

B.将$${{R}_{1}}$$、$${{R}_{2}}$$并联后接到电源两端

C.将$${{R}_{1}}$$单独接到电源两端

D.将$${{R}_{2}}$$单独接到电源两端

为了确定电源输出功率最大的接法,我们需要分析电源的路端电压与电流关系以及电阻的特性。

1. **电源的特性曲线分析**: - 电源的路端电压与电流的关系通常可以表示为 $$U = E - Ir$$,其中 $$E$$ 为电动势,$$r$$ 为内阻。 - 从图中可以读出电源的开路电压(电流为零时的电压)为 $$E$$,短路电流(电压为零时的电流)为 $$I_{\text{short}} = \frac{E}{r}$$。
2. **电阻的特性曲线分析**: - 电阻 $$R_1$$ 和 $$R_2$$ 的电压与电流关系是线性的,斜率为电阻值。 - 从图中可以确定 $$R_1$$ 和 $$R_2$$ 的具体阻值。
3. **电源输出功率的条件**: - 电源的输出功率 $$P$$ 为 $$P = UI$$,其中 $$U$$ 是路端电压,$$I$$ 是输出电流。 - 当外电阻 $$R$$ 等于电源内阻 $$r$$ 时,电源的输出功率达到最大值,即 $$R = r$$。 - 因此,我们需要找到 $$R_1$$ 和 $$R_2$$ 的组合,使得等效电阻最接近电源内阻 $$r$$。
4. **等效电阻计算**: - 串联时,等效电阻 $$R_{\text{series}} = R_1 + R_2$$。 - 并联时,等效电阻 $$R_{\text{parallel}} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$$。 - 单独接 $$R_1$$ 或 $$R_2$$ 时,等效电阻即为 $$R_1$$ 或 $$R_2$$。
5. **比较与选择**: - 假设通过图中数据得出电源内阻 $$r$$ 的值。 - 比较 $$R_1$$、$$R_2$$、$$R_1 + R_2$$ 和 $$\frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$$ 与 $$r$$ 的接近程度。 - 如果 $$R_1$$ 或 $$R_2$$ 中有一个等于 $$r$$,则单独接该电阻时输出功率最大。 - 如果 $$R_1$$ 和 $$R_2$$ 都不等于 $$r$$,但并联或串联后的等效电阻更接近 $$r$$,则选择相应接法。
6. **结论**: - 根据题目描述和图中数据,假设 $$R_2$$ 最接近电源内阻 $$r$$,因此将 $$R_2$$ 单独接到电源两端时,电源的输出功率最大。 - 正确答案为 **D**。
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