《【高中物理】专题 电源的功率和效率课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中物理】专题 电源的功率和效率课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律应用二：电源的功率和效率应用二：电源的功率和效率应用二：电源的功率和效率应用二：电源的功率和效率E=U内+U EI=U内I+U I 电源总功率电源内部消耗的功率电源的输出功率闭合电路欧姆定律 P出=（E-Ir）I=EI-I2r1.电源的输出功率电源的输出功率适用于任何电路纯电阻电路纯电阻电路P出=I2R=2.由由P出出与外电路电阻与外电路电阻R的关系图像可知的关系图像可知(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为P出m=。(2)当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小。(3)当Rr时,随着R的增大输出功率越来越大。(4)当P出P出m时,每个输出功率对应两个外电路电阻
2、R1和R2,且R1R2=r2。3.电源的效率 例例1如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3,R0=1,当调节滑动变阻器R1=时,可使甲电路输出功率最大。解析解析因为题中甲电路是纯电阻电路,当外电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,所以R1=2.例例2如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3,直流电动机内阻R0=1,调节R2=时，可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2 W),解析解析电路是含电动机电路,欧姆定律不适用 电路的输出功率P=IU=I(E-Ir),当I=2 A时,输出功率P有最大值,此时电动机的输出功率为P0=2 W,发热功率为P热=I2
3、R0=4 W,所以电动机的输入功率为P入=P0+P热=6 W,电动机两端的电压为UM=3 V,电阻R2两端的电压为UR2=E-UM-Ir=3 V,所以R2=1.5。非纯电阻电路1.电路中电源的功率和效率如图所示,E=8 V,r=2,R1=8,R2为变阻器接入电路中的有效阻值,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大?(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多少?这时电源的效率是多大?(3)调节R2的阻值,能否使电源以最大的功率输出?为什么?课堂练习答案答案(1)10 1.6 W(2)05.12 W80%(3)不能理由见解析解
4、析解析(1)将R1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势E=E=8 V,内阻r=r+R1=10,且为定值。利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2=r=10 时,R2有最大功率,即P2max=W=1.6 W。(2)因R1是定值电阻,所以流过R1的电流越大,R1的功率就越大。当R2=0时,电路中有最大电流,即Imax=0.8 A,R1的最大功率P1max=R1=5.12 W,这时电源的效率=100%=80%。(3)不能。因为即使R2=0,电阻R1也大于r,不可能有的最大输出功率。2.P-R图像问题将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此
5、可知()A.电源最大输出功率可能大于45 WB.电源内阻一定等于5 C.电源电动势为45 VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%B解析解析由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45 W,所以电源最大输出功率为45 W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W,此时电阻箱读数为R=5 可知,电流I=3 A,电源电动势E=I(R+r)=30 V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,选项D错误。3.3.(多选)某同学
6、将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.以下判断正确的是A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PAPBPCB.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为12，纵坐标之比一定为14C.电源的最大输出功率Pm9 WD.电源的电动势E3 V，内电阻r1 ABD在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PAPBPC，故A正确；图线c表示电路的输出功率与电流的关系图线，很显然，最大输出功率小于3 W，故C错误；
