在如图所示的电路中,圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件,电源电动势E、内阻r均保持不变,定值电阻R1:R2:R3:R4=4:3:2:1,小灯电阻RL=R1,R1>r,电路中

问题描述:

在如图所示的电路中,圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件,电源电动势E、内阻r均保持不变,定值电阻R1:R2:R3:R4=4:3:2:1,小灯电阻RL=R1,R1>r,电路中有电流通过,下列说法中正确的是(  )
A. 要使电源总功率最大,则应该①接电流表,②接电压表,③接小灯
B. 要使电源输出功率最大,则应该①接电流表,②接小灯,③接电压表
C. 要使路端电压最大,则应该①接小灯,②接电压表,③接电流表
D. 要使闭合电路中电源效率最高,则应该①接小灯,②接电流表,③接电压表

A、要电源总功率最大,电压是固定的,所以就要求电流要大,电流大则总电阻要最小,内阻是一定的,所以外阻要最小.那么如何接外阻小呢,1接小灯的话,外阻最小也为2R1=8R4,比较大,所以要接电流表,2接小灯的话,3接电压表开路,则小灯和R3并联再与R4串联再与R2并联,最后于R1串联,最后计算外阻为(4+

21
16
)×R4,3接小灯,2接电压表开路,则R3R4串联,与RL、R2并联最后与R1串联,最后计算外阻为(4+
12
11
)×R4最小.故A正确.
  B、当R=r时,输出功率最大,但是R1>r,从上面可以看出,最小的外阻也大于r,所以要输出功率最大,只有外阻接近r才行,所以还是选择最小的外阻,可以看到还应该是①接电流表,②接电压表,③接小灯.故B错误.
C、要路端电压最大,就要外阻越大越好,这样应该①接电压表,这样整个电路断路,路端电压等于电动势.故C错误.
D、要是电源效率最高,则电路不能是断路,同时外阻越大越好,这样1要接小灯,如果3接电流表,则R2、R3、R4被短接,R=RL+R1=2R1=8R4,如果②接电流表,则R3短接,R4与R2并联,R=RL+R1+
R4×R2
R4+R2
=(8+
3
4
)×R4,为最大.故D正确.
故选AD.