电源的输出功率

4. 供电效率:=P出/P总＝U外/E(外电路可以是任何电路)
例题１： 如图，Ｒ1=14Ω ,Ｒ2=9Ω ,当开关 处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关 处于位置2时,电流表读数I2=0.3A。求电源 的电动势E和内电阻r。
1 R1
2
R2
A
Er
小结：
１．电动势是表征电源把其他形式的能量转 化为电能本领大小的物理量.E由电源本身决 定,不随外电路变化．
是多少？
E内=I2rt
外电路
RK
3、电流流经电源时，在时间t内非静 电力做多少功
W=Eq＝EIt
4、以上各能量之间有什么关系？
内电路 Er
结论：根据能量守恒定律，非静电力做的 功应该等于内外电路中电能转化为其他形 式的能的总和。
W=E外+E内
即：EIt=I2Rt+I2rt
二、闭合电路欧姆定律：
１、对纯电阻电路
四、闭合电路中的功率
由于闭合电路中内、外电路的电流相等，
所以由 E U外 U内
得： EI U外I U内I 1．电源提供的功率（电源功率）： P总 EI
2．电源的输出功率（外电路得到的功率） P外 U外I
说明：外电路可以是任何电路。
3．电源内阻上的热功率 P内 U内I I 2 r
ab
a
bLeabharlann Baidu
d
c
ab
a
c
b d
5
３、电源的外特性曲线——路端电压U随电流I 变化的图象．
（1）图象的函数表达：
U E Ir
（2）图象的物理意义
①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．
②在横轴上的截距表示电源的短路电流
I短 E / r
③图象斜率的绝对值 表示电源的内阻，内 阻越大，图线倾斜得 越厉害．
1.0
1.5
2.0
2.5 U/V
电源的功率和效率
1、功率
①电源的功率（电源的总功率）:P总=IE ;
②电源的输出功率:P出=IU;
③电源内部消耗的功率:P r=I2r
2、电源的效率: η = P出 = U = ( R ） （只适用于纯电阻电路）
P总 E R + r
3、电源的输出功率 :
P出

E2R
A、C1的电量增多，C2的电量减少 B、C1的电量减少，C2的电量增多 C、C1、C2的电量都增多 D、C1、C2的电量都减少
图10—3
七、含有电容器的直流电路
电容器充放电结束后
1 、在直流电路中电容器可视为断路 2 、与其相连的电阻无电流，两端没有电 压，充当导线的作用
3.闭合电路的U−I图像 路端电压（外电压）
O
12
3 I/A
例4.已知如图，电源内阻不计。为使 电容器的带电量增大，可采取以下 那些方法：（CD ）
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1
A
RR1
R3
B B1
E
R2
CCC
R2
C
R3
课堂训练
4 ． 如 图 10--3 所 示 的 电 路 中 ， 已 知 电 容 C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻可忽略不 计，当开关S接通时，以下说法中正确的 有 （ D）
闭合电路
前
外电路
I
R
线
部
S
队
ab
Er
内电路
后
勤
部
R
Er
I ab
+ +
+ +
+
a+
++ +
a
d
-b
+
+-
+
-
c b
R1
R2
Er
I
S
I= E R1 +R2 +r
R2
R1
Er
I
S
I=
E R1R2
+r
R1 +R2
S R
V
例1．在如图1所示的电中,R1=14.0Ω，R2=9.0Ω， 当开关S扳到位置1时，电流表的示数I1=0.20A； 当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A， 求电源的电动势和内电阻。
A
Er
例2、如图所示电路,当滑动变阻器的滑 片P向上移动时,判断电路中的电压表、 电流表的示数如何变化？
V1示数增大 V2示数增大 A示数减小
R1
S1
I
R2
S2
R3
S3
R
U并
R
U
六、电路的动态分析问题
闭合电路中只要有一只电阻的阻值发 生变化，就会影响整个电路，使总电路和 每一部分的电流、电压都发生变化。
3、电路中的电势变化情况
（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。 （2）在内电路中，一方面，存在内阻， 沿电流方向电势也降低；另一方面，沿电 流方向存在电势“跃升”。
讨论
1、若外电路中的用电器都是纯电阻R，在时间t内外电路中有 多少电能转化为内能？
E外=I2Rt
2、内电路也有电阻r，当电流通过内
电路时，也有一部分电能转化为内能，
E IR Ir I E Rr
２、表述：闭合电路中的电流跟电源的电
动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成
反比．
I E
外电路是纯电阻的电路。
Rr
二、闭合电路欧姆定律：
E IR Ir I E
说明：
Rr
1、 U外 IR 是外电路上总的电势降落， 习惯上叫路端电压.
2、 U内 Ir 是内电路上的电势降落， 习惯上叫内电压.
3、 E IR Ir E=U内+U外
三、路端电压跟负载的关系
• 外电路两端的电压叫路端电 压．
１、如图电路： R增大，电流减小，路端电压增大
R减小，电流增大，路端电压减小
路端电压: U E Ir
２、两个特例：
（1）外电路断路时 R ，I 0，U端 E
（2）外电路短路时 R 0，I E / r，U端 0
U/V
6.0
5.2
0.5
I/A
U/V 0 0.10 0.35 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40
I/A
0 0.04 0.06 0.08 0.09 0.10 0.12 0.13 0.14 0.15
I /A
0.15 0.10
. . . . . ..
. 0.05
.
0
0.5
R2 R1
Er
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
例2:直线OAC为某一直流电源的总功率 P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为 同一直流电源内部热功率Pr随电流I变
化的图线,若A、B对应的横坐标为2A,
那么线段AB表示的功率为 2W W, I=2A对应的外电阻是 0.5Ω Ω.
P/W
9
C
A
B
R r2

4Rr
R r2

E2 4r

E2 4r
P出
当内外电阻相等时，电源
Pm
的输出功率最大，为
Pm

E2 4r
o
R
r
电源输出功率随外电阻变化的图线
例1:已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω， R2的变化范围是0－10Ω。求：
①电源的最大输出功率；
②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部 分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、 并联电路的电流关系。
思路:
局部
整体
局部
与金属导体的U-I图像的区别
.U/V
3
2
.
1
0
0.5
U/v
.
.
1.0
1.5
I/A
A
0
B I/A
电源的路端电压与电流的关系
4、 A、B
课堂训练
例3.如图所示是某电源的外特性曲线，则下列结论 正确的是（ AC ） A．电源的电动势为６Ｖ Ｂ．电源的内阻为１２Ω Ｃ．电流为０.２Ａ时的外电阻是２８.４Ω Ｄ．电源的短路电流为０.５Ａ
3、如何计算电路中电能转化为其它形式的能？
W=IUt
对于纯电阻电路 W=IUt=I2Rt= U2 t R
思考：
1.最简单的电路由哪几部分组成？
由电源、用电器、开关、导线组成
2.用电器中持续恒定电流的条件是什么？
用电器两端有恒定的电压， 即用电器接在电源的两极上。
一、闭合电路:
1、用导线把电源、用电器连成一个闭合电路。
２．闭合电路欧姆定律 I E Rr
３．电源的外电压关系：U E Ir
４．电源的供电过程是能量转化的过程．
说明：内电路与外电路中消耗的电能之和等于电源把其 它形式能转化过来的电能，IU内+IU外=IE. (能量守恒,外 电路可以是任何电路)
外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路. 内电路:电源内部是内电路.
外电路
RK
部分电路
内电路 Er
闭合电路
2、闭合回路的电流方向
在外电路中，电流方向由正极流向 负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，即在电源内部，通过 非静电力做功使正电荷由负极移到正极， 所以电流方向为负极流向正极。
内电路与外电路中的总电流是相同的。
1 R1
2 R2
A
Er
电路的动态分析问题
例1、如图7所示的电路中，电源的电动势E和内电阻
r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片
向b端滑动，则（ ） A、电灯L更亮，安培表的示数减小 B、电灯L更亮，安培表的示数减大
a. .b
R1
R2
C、电灯L更暗，安培表的示数减小
L
D、电灯L更暗，安培表的示数减大
U=E-Ir
U/v
A （0,E)
r=0
. P(U,I)
（I短,0)
0
B I/A
复习:
1、什么是电源？ 把其它形式的能转换成电能的装置。
2、电源电动势的概念?物理意义? （1）定义：在电源内部非静电力把单位正电 荷从电源的负极移到正极所做的功。
（2）意义：电动势表示电源将其他形式的能 转化为电能本领。