- 高三物理恒定电源
高三物理中,恒定电源包括以下几种:
1. 理想电压源:理想电压源可以向负载提供稳定的电压,其输出电压不受负载变化的影响。
2. 理想电流源:理想电流源可以视为一个输出恒定电流的电源,其输出电流不受负载变化的影响。在实际电路中,理想电流源通常由电阻和电源组成。
此外,高中物理中还会涉及电池(可视为一种特殊的理想电流源),以及电容器的充电和放电过程,这些过程通常与恒定电源的工作原理有关。
相关例题:
题目:一个电动势为E、内阻为r的电池与一个可变电阻器R串联在一起。当可变电阻器的阻值R发生变化时,电源的输出功率P也随之发生变化。求当电源的输出功率最大时,可变电阻器的阻值R是多少?
【分析】
1. 电源的输出功率P = I²R,其中I是流过电阻器的电流。
2. 当可变电阻器的阻值R变化时,电流I也会随之变化,因此电源的输出功率也会发生变化。
3. 当电源的输出功率最大时,电流I与电阻器R的关系满足欧姆定律。
【解答】
设电源电动势为E,内阻为r,可变电阻器的阻值为R。当电源的输出功率最大时,电流I与电阻器R的关系满足欧姆定律,即:
E = I(R + r)
根据电源的输出功率P = I²R,可得:
P = I²(R + r) = kR + r²
其中k为常数。当电源的输出功率最大时,有:
P = kR + r² = k(R + r)² - kr²
由于电源的内阻r是恒定的,因此当电源的输出功率最大时,可变电阻器的阻值R应等于内阻r。即:
R = r
所以,当电源的输出功率最大时,可变电阻器的阻值R为内阻r的大小。
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