Question

圖，外電路由一個(gè)可變電阻R和一個(gè)固定電阻R₀串聯(lián)構(gòu)成，電源電動(dòng)勢為ε，電源內(nèi)阻為r，

問：R調(diào)到什么時(shí)候，R₀上將得到最大功率。

Answer 1

當(dāng)可變電阻R減小到零時(shí)，固定電阻R₀上有最大輸出功率其大小為
 

【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：把可變電阻R看成電源內(nèi)阻的一部分，即電源內(nèi)阻r′=r+R。利用電源輸出功率最大的條件是R＝r′得R₀=R＋r，即R=R₀-r，所以把可變電阻調(diào)到R=R₂-r時(shí)，電路中R₀上得到最大功率，其大小為
 
可變電阻R上得到的功率，決定于可變電阻的電流和電壓，也可以用電源輸出功率最大時(shí)的條件，內(nèi)外電阻相同時(shí)電源有最大輸出功率來計(jì)算。但是題目要求討論定值電阻R₀上的輸出功率，則不能生搬硬套。定值電阻R₀上的功率，決定于流過電阻R₀的電流強(qiáng)，這與討論可變電阻R上的功率不同。
【正解】電流經(jīng)過電阻R₀，電流能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，R₀上功率決定于電流強(qiáng)度大小和電阻值，即P=I²R₀，所以當(dāng)電流強(qiáng)度最大時(shí)，R₀上得到最大功率。由純電阻的閉合電路歐姆定律，有

當(dāng)可變電阻R減小到零時(shí)，電路中電流強(qiáng)度有最大值，固定電阻R₀上有最大輸出功率，其大小為 
【點(diǎn)評】在討論物理問題時(shí)選擇研究對象是重要的一環(huán)。研究對象選錯(cuò)了，就要犯張冠李戴的錯(cuò)誤。明明題目中要我們計(jì)算定值電阻的功率，有人卻套用滑動(dòng)變阻器的結(jié)論。所以認(rèn)真審題找出研究對象，也是提高理解能力的具體操作步驟。