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问题: 闭合电路欧姆定律

对一个由电源和可变电阻组成的闭合电路.下列判断正确的是:
A.外电路断路时,路端电压最高;
B.外电路短路时,电源的功率最小;
C.可变电阻阻值增大时,电源的输出功率一定变大;
D.可变电阻阻值减小时,电源内部消耗的功率一定变大.
请详细讲讲!谢谢!

解答:

A、正确,外电路断路,即外电路电阻无限大,I=E/(R+r),此时I趋于0,路端电压U=E-Ir=E 接近于电源电动势。
B、错误,外电路短路,即外电路电阻为0,此时电流最大I=E/r,电源的功率P=IIr,内阻恒定,电源的功率达到最大值。
C、错误,如原可变电阻比电源内阻小时,增大可变电阻,电源输出功率先增大后减小。如原可变电阻比电源内阻大,则增大可变电阻过程中电源输出功率一直减小。推导过程:电源的输出功率P=EI-I²R=E²r/(R+r)²其中r为电源内阻,R为可变电阻。把分子的r除下来,分母就是个基本不等式,最大值在R=r时取到。
D、正确,内部消耗功率:P’=I²r,由B选项中:此时电流最大I=E/r,可知P'最大。