闭合电路中的功率及效率问题

1、闭合电路中得功率及效率问题1、电源得总功率(1) 任意电路：P总=EI=U外ZU内Z二P岀+P内.(2)纯电阻电路：P总=/2(/?+r)=f(£2J?+ r)、2电源内部消耗得功率屮内=円二内Z二P总一 P出.3 电源得输出功率(1 M王意电路:P出=Ul= E Pr = P总P内。E2R(2) 纯电阻电路:PM =错误！(/? + ?)(3) 纯电阻电路中输出功率随R得变化关系 当R = 了时电源得输出功率最大为=错误！ 当R厂时随着/?得瑁大输出功率趣来越小。 当R "时随着A得堵大输出功率趣来越大。 当P岀vPm时每个输出功率对应两个外电阻/?i与心且/?i/?2=

2、rx p岀与R得关系如图4所示.4。电源得效率(1) 任意电路:z/=X 100% = X 100%.(2)纯电阻电路:/=-X 100% =错误！ X 100%P总匕R+r因此在纯电阻电路中/?趣大刀越大:当R=时、电源有最大输出功率效率仅为50%。特别提醒 当电源得输出功率最大时效率并不就是最大只有5 0 %:当R_8时一 1 0 0%但此时P出一0 无实际意义."等效电源法”得应用例1如图5所示，已知电源电动势E=5 V内阻r=2 Q定值电阻RS 5 Q,滑动变阻器鸟得阻值范用为010Q.求：图5(1 )十滑动变阻湍心得阻值为多大时电阻川消耗得功率辰大？最大功率就是多少？(2)

3、 片滑动变阻器得阻值为笋大时滑动变阻辭消耗得功率最大？最大功率就是多少？比滑动变阻器得阻值为多大时电源得输出功率最大？最大功率就是多少？£2/?i解析(1 )定值电阻R消耗得电功率为P尸I2 R = -一- 可见当渭动变阻器得阻值/?2 = 0时人消耗得功率最大最 (/?! +/?：+；) 2E2Ri大功率为Pim = ; = 2 W、(Rl+ r)2将定值电阻/?】瞧做电源内阻得一部分则电源得等效内阻X =川+心2。5 Q故当渭动变阻器得阻值/?2=rr =2、5 Q时涓动变阻器消耗得功率最大最大功率为P”错误!=2。5W.(3) 由电源得输出功率与外电阻得关系可知当R1+R2二八

4、即/?2 w -凡=(2 - 0、5) Q = 1 ° 5 Q时电源有最大输出功率. E2最大功率为P岀工;=3、125 W。答案(1 )/?:= 0时出I消耗得功率最大，为2 W22、5 Q时滑动变阻器消耗得功率最大，为2. 5 W(3)心=1 .5Q时，电源得输出功率最尢为3.125 W反思总结对于电源输出得最大功率问题可以采用数学中求极值得方法也可以采用电源得输岀功率随外电阻得变化规律来求 解但应当注意得就是当待求得傲大功率对应得电阻值不能等于等效电源得内阻时此时得条件就是当电阻值最接近等效电源 得内阻时电源得输岀功率最大、图7-2-14即学即练1如图72 14所示电动势为氏

5、内阻为/得电池与定值电阻&、滑动变阻器/?串联，已知/?円滑动变阻器得最 大阻值就是2几当滑动变阻器得滑片P由。端向b端滑动时，下列说法中正确得就是().A.电路中得电流变大B.电源得输出功率先变大后变小Co滑动变阻器消耗得功率变小D.定值电阻/?o上消耗得功率先变大后变小解析当渭动变阻器得涓片P由“端向b端滑动时外电路电阻减小电路中得电流变大电源得输出功率变大选项A正确.B 错误:把走值电阻心瞧成电源内阻当渭动变阻器得渭片P由9端向b端渭动时渭动变阻器消耗得功率变小定值电阻心上消 耗得功率变大.选项C正确、D错误。答案AC对闭合电路功率得两点新认识(1 )闭合电路就是一个能重转化系统

6、电源将其她形式得能转化为电能内、外电路将电能转化为其她形式得能.E1= P内+ P外就就是能量守恒定律在闭合电路中得体现、外电阻得阻值向接近内阻得阻值方向变化时电源得输出功率变尢突破训练2如图6所示电路中,/?为一滑动变阻器屮为滑片，若将滑片向下滑动则在滑动过程中,下列判断错误得就是。 ()图6A、电源内电路消耗功率一定逐渐増大B.灯泡L，一定逐渐变暗C、电源效率一定逐渐减小D. 7?上消耗功率一定逐渐变小答案D解析渭动变阻器涓片P向下滑动R I -R并I - /?外I 由闭合电路欧姆定律Z=NE+R外睢得/ t 由电源内电路消耗功率 P 内=1"可得 P 内正确.外 I =E-/t

7、 r,t/i t=(/t-/Li I )/?i,(/L2l U, t l 二错误！ 故灯泡 L?变暗B正确、电源效率二错误！=错误!故C正确./?上消耗得功率Pr二错误!P/?tS大还就是减小不确定故D错.【跟踪短训】图 7-2-73 如图7-2-7所示电路，电源电动势为E串联得固定电阻为R-滑动变阻器得总电阻为&，电阻大小关系为R=R,=几则在滑 动触头从“端移动到力端得过程中下列描述中正确得就是().A、电路中得总电流先减小后増大B .电路得路端电压先増大后减小C.电源得输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R上消耗得功率先减小后増大解析 在滑动触头从3端移动到b端得过程中人接入电路得

8、电阻(实际上就是脸与心p得并联电阻)先堵大后减小.所以电路 中得总电流先减小后瑁尢电路得路端电压先瑁大后减小A B正确:题中R外总大于电源内阻外电路电阻R外越接近电源内阻. 电源输出功率趣大湄动解头从“端移动到端得过程中R接入电路得电阻先壇大后减小.电源得输出功率先减小后堵大.C错 误:将Ri +厂视为电源内阻在涓动触头从/端移动到b端得过程中外电阻心接入电路得电阻先瑁大后减小湄动变阻器心上消耗得功率先壇大后减小D错误. 答案AB图 7-2-84。如图72 8所示，闭合开关S后,A灯与B灯均发光滑动变阻器得滑片P向左滑动时，以下说法中正确得就是().A.A灯变亮B.B灯变亮C.电源得输出功率可

9、能减小D电源得总功率增大E解析渭动变阻器得灣片P向左渭动乂得阻值壻大外电路得总电阻瑁大由闭合电路欧姆定律知干路得电流厶二减小则 R外"B灯变暗路端电压U = Eh壻大灯泡A两端得电压Ua= U-Ub堵大A灯变壳则A选项正确.B选项错误:电源得输出功率P 外=错误!可能减小.电源得总功率P=EI减小则C选项正确、D选项错误。答案AC题组2电路中得功率与效率4、在如图3所示得电路中电源内阻不能忽略.X滑动变阻器得滑片移动时，电流表示数变大，则()图3A.电源得总功率一定増大B.电源得输出功率一定増大C.电源内部消耗得功率一定减小D。电源得效率一定减小答案AD解析 本题考直闭合电路得动态分析意在考宜学生对闭合电路欧姆定律得理解以及对闭合电路动态分析得能力渭片移 动时电流表示数变大可知涓片向右移动电路得总电阻减小总电流壇大因此电源得总功率瑁大电源得效率减小A、D 正确:电源内部消耗得功率瑁大电源输出功率得变化情况不确定B C错误、5、在纯电阻电路中1用一个固定得电源(E“就是定值)向变化得外电阻供电时关于电源得输岀功率P随外电阻R变化得规 律如图4所示，则。()Ac时电源有最大得