如图(a)所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω.

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  • 解题思路:根据闭合电路欧姆定律,由E、r、R1、R2、R3,可求出两电表的读数;根据等效电源的等效电动势和短路电流,能求出等效内阻;依题意得,等效电源电动势E′=6V,短路电流I′=1A,从而求出等效内阻,根据功率公式求解功率的表达式,根据数学公式求解最大值.

    (1)根据闭合电路欧姆定律,有I1=

    E

    R1+R2+r=

    12

    4+6+2=1A,

    理想电压表读数为UV=I1R2=6V

    (2)R2、R3并联的等效电阻R=

    R2R3

    R2+R3=2Ω

    根据闭合电路欧姆定律,有I2=

    E

    R1+R+r=

    12

    4+2+2=1.5A

    通过R3的电流I=

    I2R

    R3=1A

    (3)依题意得,等效电源电动势E′=6V,短路电流I′=1A

    等效内阻r′=

    E′

    I′=

    6

    1=6Ω

    设外电阻为R,则等效电源E′的输出功率

    P外=(

    E′

    R+r′)2R=

    36R

    (R+6)2=

    36

    R+12+

    36

    R

    易知当R′=6Ω时等效电源的输出功率最大.

    最大值为P=1.5W

    答:(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是6V;

    (2)若在C、D间接一个理想电流表,其读数是1A;

    (3)等效电源E′的内阻r′为6Ω,最大输出功率为1.5W

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律.

    考点点评: 等效法是物理常用的研究方法,电路的分析和计算要对电路的结构、电压、电流等的分配分析清楚才能正确求解.