图解电源的功率习题(二).ppt

一、闭合电路的欧姆定律,二、电源的路端电压随电流的变化关系,E=IR+Ir,E=U+Ir,适用于纯电阻电路,适用于非纯电阻电路,A点为工作点 SBACO为电源的输出功率 EDCO为电源的总功率 SADEB为电源内消耗的功率,练习:如图所示直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67%,解:由图线可知R =1 , E=3V r=0.5,虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出=4W,P总=EI=6W,= P出 / P总=4/6=67%,D,如图所示，UI图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点=，则下列说法中正确的是（ ） A在b点时，电源有最大输出功率 B在b点时，电源的总功率最大 C从ab 时，角越大，电源的总功率和输出功率都将增大 D从bc 时，角越大，电源 的总功率和输出功率都将减小,点拨：两图像与I轴的夹角和的正切分别表示内阻和外电阻的大小.,A D,两个电源UI关系曲线如图10所示，分别 将两个电源接入两个电路中，对应得电阻分别为 R1和R2且R1=R2，两电源的路端电压分别为U1和 U2，电源功率分别为P1和P2，电源效率1 和2，则下列关系式中正确的是：（ ） A.U1U2； B.P1P2； C. P12.,解析：由于R1=R2，可在UI关系曲线中作外电阻的伏 安特性曲线交1、2两条直线的点A和B即为两个电路的 工作点（如图11所示）.读图显见U1U2，I1I2， P1P2，P1 P2，故A、B、C三选项都是错误的. 又电源UI关系曲线的斜率反映电源内阻的大小， 依据上图可得r1r2，效率公式 可知， D选项是正确的.,某同学在实验室先后完成下面二个实验： 测定一节干电池的电动势和内电阻； 描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)用实验测量得到数据作出U一I图线如图中a线, 实验所测干电池的 电动势为 V, 内电阻为 .,a,1.50,0.75,(2)将实验中得到的数据在实验中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验中的电池与实验中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为 ， 若将两节与实验中相同的干电池串联后与该小 灯泡组成闭合回路， 则此时小灯泡的 电压为 ， 实际功率为 .,0.720.02W,0.850.88V,1.21.3W,题目,上页,解：P1=0.601.20=0.72W,画出这时的U-I图线如图c示,P2=0.881.40=1.23W,图甲为某一小灯泡的U-I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4的定值电阻R串联，接在内阻为1、电动势为5V的电源两端，如图乙所示.则通过每盏小灯泡的电流强度为 A，此时每盏小灯泡的电功率为 W。,0.3,0.6,解见下页,解：,设通过每盏灯的电流为I, 灯泡两端的电压为U , 由闭合电路欧姆定律得：,在小灯泡的U-I图线中作出上式的图线如图蓝直线示， 两图线的交点即为图乙灯泡的工作点。,I=0.3A, U=2V , P=IU=0.6W,所以通过每盏小灯泡的电流强度为 0.3A， 此时每盏小灯泡的电功率为0.6W,u,E,U M（I，U）,b a,N,O I Im i,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，,交点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；,即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。,小结：图象与电源功率问题,三、电源的路端电压随外电阻的变化关系,四、电功率随外电阻的变化关系 电源外加负载时，电源的输出功率随外电 阻的改变而改变，依闭合电路欧姆定律可得,可 绘制PR-R的关系曲线如图4所示.通过右图可以 发现当R=r时,电源的功率最大Pm=E2/4r ,我们 可以抓住R=r(其中r是电源的电阻或等效电阻) 作为解题的突破口.,图中的点A表示短路状态， 点B是抛物线的顶点， 此时内耗功率和输出功率 相等，都为总功率的一半， O/点表示断路状态.,056.08年苏北四市第三次调研试题 3,3. 如右图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中错误的是（ ） A电源的电动势为4V B电源的内电阻为1 C电源输出功率最大值为8W D电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W,解：,由图线的交点和 得R1 =r=1,电源被短路时，,电源输出的最大功率为,C,08届扬州市期中模拟试卷10,如右图所示，用甲、乙、丙三个电动势E相同而内电阻r不同的电源，分别给定值电阻R供电.已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为r甲r乙r丙，且r乙=R，则将R先后接在这三个电源上时的情况相比，下列说法中正确的是 （ ） A接在甲电源上时，通过R的电流最大 B接在丙电源上时，通过R的电流最大 C接在乙电源上时，电阻R消耗的电功率最大 D接在丙电源上时，电阻R消耗的电功率最大,解：,E、R、r一定， r小的I、P大,B D,五、电功率随电流的变化 对于图1所示的电路，在闭合电键K后，电源对 外电阻R供电.由于电源内阻的存在，电源消耗 的总功率P总一部分转化成内耗功率P耗，另一 部分为输出功率P出，它们的关系是： P总=P出+P耗，对于特定的电源其电动势E和内 阻r可视为一个定值，于是依全电路欧姆定律 E=I（R+r）可得P总=IE，P耗=I2r，P出=IE-I2r.,根据上述三式可绘制P-I关系曲线如图2所示， 其中I是直线，它反映电源消耗的总功率P总 随电流I的变化规律，是抛物线的右半支， 它反映电源的内耗功率P耗随电流I的变化规律， 是抛物线它反映电源的输出功率P出随电流I 的变化规律；图中的点A表示短路状态，点B是 抛物线的顶点，此时内耗功率和输出功率相 等，都为总功率的一半，O点表示断路状态.,例3：如图3所示，直线OBC为某一直流电源的总 功率P随电流I变化的图线，抛物线OAC为同一电 源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，若AB对 应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率为 ， I=2A时对应的外电阻为 .,解析：通过抛物线OAC可知 Pr