一、实验目的

1.研究输出功率与负载电阻的关系，以及电源输出功率为最大的条件。

2.验证总功率与输出功率及内部消耗功率的关系。

二、实验器材

学生电源（或甲电池）、电阻箱、定值电阻、电流表、电压表、电键、导线等。

三、实验原理

当负载为纯电阻时，根据能量转换和守恒定律，电源的总功率等于它消耗在内、外电路上的功率之和。当电源的电动势和内电阻为定值时，电源供给负载电阻的功率PR=I2R，由I、R决定，I也由R决定。可以证明：

当负载电阻R等于电源的内电阻Ri时电源的输出功率最大：

四、实验步骤

（一）实验要求：

1.必须给电路中接一定值保护电阻。

2.测出外电阻变化对应的电流值，要求读至小数点后三位。

3.计算对应点的PR值，并找出PR最大点，计算P，PRi。

4.验证P=PR+PRi。

5.画出PR-R曲线。

（二）方法步骤：(www.daowen.com)

1.按图连线，R0与电源串联后视为新电源，用电压表测开路时电源两端电压即为电动势，电源内阻Ri=R′i+R0为PR最大时的R值。

2.以内电阻Ri的估计值为外电阻R变化的中间值，R从1Ω开始，每次递增1Ω读取R对应的电流值。

3.按要求计算PR、PRi、P，并得出P和PR+PRi之间的关系。

4.以R为横坐标，PR为纵坐标，作PR-R曲线图。从图中找出PR为最大值时，对应的R值，将其与对应内电阻Ri值进行比较，从而得出电源输出功率最大的条件。

图12-1 研究电源的输出功率

五、数据记录与计算

E=　（V）　Ri=　（Ω）

六、注意事项

通过电源、电阻箱和电表的电流不得超过允许值，并要防止短路。

七、思考题

1.R0电阻值的大小如何决定？它与哪些因素有关？

2.已知电源电动势E和内电阻Ri推导电源的输出功率PR和负载电阻R的关系式，电源何时有最大输出功率？

3.当电源输出功率最大时，它的效率（PR/P）是多少？怎样才能提高电源输出功率的效率？