...什么时候滑动变阻器功率最大?(求详细清楚解答过程。)

Answer 1

一、电路的最大功率
由电路图可知，R和r串联，电源电压一定，由功率公式P=UI，当电路中电阻最小时，电路的功率最大。所以当滑动变阻器的滑片在左侧时，变阻器连入阻值为0时，此时电路中电阻最小，所以电路的最大功率为：
\[ P_{\text{最大}} = \frac{U^2}{R+r} \]
二、定值电阻的最大功率
由上述分析可知，滑片在左侧时，R两端电压最大，其功率最大。所以定值电阻的最大功率为：
\[ P_{0\text{最大}} = \frac{U^2}{2R} \]
三、滑动变阻器的最大功率
由功率公式P=I^2R，可知R的功率为：
\[ P = I^2R \]
由Ohm定律U=IR，可得I=U/(R+r)。将I代入功率公式中，得到：
\[ P = \frac{U^2R}{(R+r)^2} \]
由数学知识可知，当R=r时，P有最大值。所以滑动变阻器的最大功率为：
\[ P_{\text{最大}} = \frac{U^2}{4R} \]
综上所述，答案为：
（1）电路的最大功率为 \(\frac{U^2}{R+r}\)
（2）定值电阻的最大功率为 \(\frac{U^2}{2R}\)
（3）滑动变阻器的最大功率为 \(\frac{U^2}{4R}\)