如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=1Ω，电阻R0=2Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10Ω．求滑动变阻器电阻为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？

Question

如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=1Ω，电阻R₀=2Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10Ω．求滑动变阻器电阻为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？

Answer 1

可以把电源和定值电阻R₀合起来看作一个等效电源，等效电路图如图所示．
此时，电源和定值电阻看做电动势为E′=(R0)/(R0+r)E=(4)/(3)V，
等效电源内阻r′=(R0r)/(R0+r)=(2)/(3)Ω，
当R=r′时，即R=(2)/(3)Ω时R上消耗的功率最大，
最大的输出功率为P_max=(E′2)/(4r′)=(((4)/(3))2)/(4×(2)/(3))W=(2)/(3)W．
答：滑动变阻器电阻为(2)/(3)Ω时，R上消耗的功率最大，最大值为(2)/(3)W．