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求图中的电阻R能获得的最大功率P

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 09:26:25
求图中的电阻R能获得的最大功率P

要过程!


求图中的电阻R能获得的最大功率P
简单的,当R=4Ω时,R可以获得最大功率,最大功率为:Pmax=U²/R=10²/4=25(W).
再问: 为什么R=4欧姆??
再答: 这个是可以推导出来的。设图中的4Ω电阻用字母r表示,电源电压10V用U表示。
则电路的电流为:I=U/(R+r),所以R上的功率消耗为:
P=I²R=U²R/(R+r)²=U²R/(R²+2Rr+r²)=U²/(R+r²/R+2r)。
在表达式中,分母前两项含有变量R,其余项都是固定值。
根据数学不等式:a>0,b>0时,a+b≥2√(ab),且a=b时,a+b取最小值2a=2b。
因此,R+r²/R≥2√(R×r²/R)=2r。当R=r²/R时,R+r²/R取最小值;即R=r时,分母前两项取得最小值,那么P将取得最大值,最大值为:Pmax=U²/(4r)=10²/(4×4)=6.25(W)。

原来回答的结果计算错了,忘记将分母乘以4了。
另外:这是采用中学数学的最基本方法推导出来的,如果学过导数的概念,求极值的推导方法会更简单。如果到了大学学过了《电路分析》,里面直接就有这个结果,称为“最大功率传输定理”。
再问: 您的设置了不能向您提问。请改一下。
再答: 我没有设置啊?在哪里可以修改?
再问: 我也不知道。上面是那么提示的。
再答: 已经设置好了,可以提问了。