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如圖 1所示, 用電動勢為 E、內阻為 r 的電源, 向滑動變阻器 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

(1)以U為縱坐標,I 為橫坐標,在圖 2中畫出變阻器阻值 R變化過程中 U- I 圖像的示意圖,并說明 U-I 圖像與兩坐標軸交點的物理意義。

(2)a.請在圖 2畫好的 U- I 關系圖線上任取一點,畫出帶網格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率;

b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

(3)請寫出電源電動勢定義式,并結合能量守恒定律證明:電源電動勢在數值上等于內、外電路電勢降落之和。

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正確答案:

(1)U–I 圖象如圖所示,圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢,與橫軸交點的坐標值為短路電流

(2)a.如圖所示

1

2

3

答案解析:

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2

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