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恒定電流
1.(2018·北京高考·T11)如圖甲所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。
(1)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖乙中畫(huà)出變阻器阻值R變化過(guò)程中U-I圖象的示意圖，并說(shuō)明U-I圖象與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。
(2)a.請(qǐng)?jiān)趫D乙畫(huà)好的U-I關(guān)系圖線(xiàn)上任取一點(diǎn)，畫(huà)出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率。
b.請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。
(3)請(qǐng)寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。
【解析】(1)U-I圖象如圖所示，其中圖象與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流。
(2)a.如圖所示
b.電源輸出的電功率：
P=I2R=
當(dāng)外電路電阻R=r時(shí)，電源輸出的電功率最大，為Pmax=，
(3)電動(dòng)勢(shì)定義式：E=
根據(jù)能量守恒定律，在圖甲所示電路中，非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱，即
W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq=W非靜電力
E==Ir+IR=U內(nèi)+U外
答案：見(jiàn)解析
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2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題四 電磁感應(yīng)與電路 恒定電流真題匯編
