高考物理一轮复习 实验六十八 研究电源的输出功率与电源效率导学案
研究电源的输出功率与电源效率实验方法
研究电源的输出功率与电源效率实验方法【目的和要求】通过实验研究电源的输出功率和电源效率与外电阻的关系，验证当外电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大；当电源输出功率最大时，电源的效率为50%。
【仪器和器材】学生电源（J1202型或J1202－1型），直流电流表（J0407型或J0407－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），简式电阻箱（J2362型或J2362－1型），电阻圈（J2358型），单刀开关（J2352型），导线若干。
【实验方法】1．假内阻的确定。
学生电源内阻很小（＜1欧），当它的输出功率最大时，外电路负载也很小，此时电路中的电流太大，会损害电源。
必须在实验时给电源串联一个电阻r′，把电源和电阻r′合起来看作是一个电源，这时电源的内阻就可以认为是r′。
如学生电源选择12伏挡，则r′应用20欧。
2．按图4．13－1接好电路，R为电阻箱，E为学生电源，选择12伏输出，V为电压表选取15伏挡，A为电流表选取0．6安挡，r为假内阻（20欧）。
3．将电阻箱的阻值从3欧起，逐次改变它的阻值，到约80欧为止，并记下相应的电流表和电压表的读数。
总共取得十几组数据，在R＝r附近可多取几组值。
4．根据P＝IU、P0＝IE、η＝P／P0计算出相应的值，填入下表中。
电源电动势E=12伏5．根据上表的数据绘出P－R曲线和η－R曲线。
如图4．13－2所示。
6．将由P－R曲线上求得的输出功率的最大值与由公式Pmax＝E2／4，算出的值比较，将由P－R曲线求出的输出功率的最大值所对应的外电阻与电源的内电阻比较，能否证明当外电阻R等于电池的内电阻时，电源有最大的输出功率。
7．将由η－R曲线求出的当η＝0．5时外电路电阻的值与电路中输出功率最大时的电阻R比较，说明在电源的输出功率最大时，电源效率为0．5。
由（3）式η＝1／〔1／1＋（r／R）〕可知，当R→∞时，η→1，因此图4．13－2的η－R曲线以η＝1的直线为渐近线。
高考物理一轮复习实验专题测定电源的电动势和内阻导学案2(2021年整理)
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实验：测定电源的电动势和内阻知识梳理注意事项1。
可选用旧电池:为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2。
电流不要过大,读数要快：干电池在大电流放电时,电动势E会明显下降,内阻r会明显增大.因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
3。
计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值.4。
合理选择标度：为使图线分布空间大，如图2所示,纵坐标可以不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源的内阻不能用r＝错误!确定，应根据r＝错误!确定。
图2误差分析1.用图象法求E和r时作图不准确。
2。
由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。
•本实验中测量结果是:E测〈E真,r测<r真。
考点精练热点一伏安法测电源电动势和内阻【例1】(2016·四川理综，8Ⅱ）用如图3所示电路测量电源的电动势和内阻。
实验器材:待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
最新高考物理一轮复习第1课时部分电路电功和电功率导学案
第十章恒定电流第十章恒定电流高考调研考纲导航内容要求说明64电流欧姆定律电阻和电阻定律65电阻率与温度的关系66半导体及其应用超导及其应用67电阻的串、并联串联电路的分压作用及并联电路的分流作用68电功和电功率串联、并联电路的功率分配[||]69电的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压70电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻123实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）124实验：描绘小电珠的伏安特性曲线125实验：把电流表改装为电压表126实验：用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻127实验：用多用电表探索黑箱内的电元件129实验：传感器的简单应用ⅡⅠⅠⅡⅡⅡⅡ命题取向[]近几年本章内容的高考试题多集中在电路的变、电路故障的检测、含电容电路以及含电表（想或非想）电路问题的分析上，以选择题或填空题的形式出现另外,由于该部分知识与生实验结合紧密,因而往往通过实验考查部分知识的运用情况,实验考查既具体又灵活,像仪器的选取\,读、电路的连接、据处、误差分析等，每年试题均有涉及，在复习中应予以足够的重视再者,用实验中过的实验方法去设计或处未遇到过的实验问题是高考实验的趋势从近几年的高考看,高考对本章的考查将有以下趋势1对实验的考查不论是对实验基础知识的考查,还是器材连接\,仪器选择\,电路设计\,误差分析等2含容电路的分析3多用电表的使用[]备考方略在本章复习中要注意分析、解决问题的方法，比如闭合电路的动态分析、等效法的运用、模型的转、非电量和电量的转，以及极限法、赋值法等运用，都是会、活本章所需的还要注意能量的转问题，要从能量转和守恒的角度去解决这些问题例如在纯电阻电路中，电路消耗的电能，当然只能在电阻上转为热能如果电路中接有电动机、蓄电池等，电能大部分就要转成机械能输出对外做功，或者转成能储存在蓄电池中另外，稳恒电流中不少物量是用其他物量的比值定义的，如I=Qt、R=UI等，这些式子叫定义式：可用Q、计算电流，U、I计算电阻，但不能说I∝Q，I∝1t，因为对一段电路，I由U和R决定，和Q、无关，因而习这章时，要注意分清定义式和决定式的区别另外，要着重对实验方法重要仪器的使用等知识的复习，要会把所的论知识运用到实验中去第一课时部分电路电功和电功率第一关：基础关展望高考[]基础知识一、电流知识讲解（1）定义：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫做电流，用I表示[]（2）定义式：I=tq（3）物意义：表示电流强弱的物量（4）单位：国际单位——安培（A）;其他单位——毫安（A）；微安（μA）1 A=103A=106μA（5）形成①导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流②电可使电路中保持持续电流（6）方向：习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向（7）恒定电流：大小、方向都不随时间变的电流说明：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反②电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时I=qt中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和③电流虽有大小和方向，但不是矢量，是标量④q=I是求电荷量的重要公式，其变形公式I=q求出的是电流在时间内的平均值，对恒定电流说，其瞬时值与平均值相等（8）电流的微观表达式①电流的微观表达式为I=qSv其中，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积，是导体每单位体积内的自由电荷，q是每个自由电荷的电荷量由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷、电荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关②三种速率的区别电流传导速率，电子定向移动速率，电子热运动速率电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)b电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般量级为10-5/(对每个电子而言)c电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米活活用1在图所示的电解池中,测得在5 内共有75 正电荷和75 负电荷通过池的竖直截面OO′,则电路中电流表指示的读应为()A0B15 A3 AD75 A解析：由电流的基本概念可知如果对某一截面S,从左方通过的电荷量为正电荷q,而从右方通过的电荷量为负电荷-q,那么通过该截面的电荷量应为2q;如果从两个相反方向同时穿过截面的电荷都是正(或负)电荷时,那么总电荷量是它们电荷量值相减综合以上信息求解Q=(75+75) =15所以I=Qt=155A=3 A答案：二、电阻知识讲解（1）定义：导体两端电压和通过导体的电流的比值（2）定义式：R=U I(3)单位：欧姆（Ω），常用的还有Ω、MΩ且有1 Ω=10-3Ω=10-6MΩ说明：电阻的定义式提供了一种度量电阻大小的方法，但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关，绝不能由R=U/I而错误地认为“R与U成正比，R与I成反比”[++]三、电阻定律知识讲解（1）内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度成正比，与它的横截面积S成反比（2）公式：R=ρl S（3）单位：在国际单位制中-,S-2,R-Ω,ρ-Ω·说明：①R=ρlS是导体电阻大小的决定式，表明导体电阻由导体本身因素（电阻率ρ、长度和横截面积S）决定，与其他因素无关由此可更加明确电阻的定义式R=UI中，R与U、I无关这一点，使我们对比值定义法定义物量有了更深刻的认识②R=ρlS为我们制造、控制电阻提供了论指导常用的滑动变阻器就是依靠改变导线长度达到改变电阻的目的四、电功和电功率知识讲解1电功电流通过导体所做的功叫电功，其实质是电场力移动电荷所做的功定义式：W=qU=IU单位：焦（J）标量，其正负不表示大小2电功率电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率定义式：P=Wt单位：瓦(W)1 W=1 J/标量，且总为正值，负值无意义 由W=IU 知P=IU 活活用2把6个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路消耗的功率分别用P 甲和P 乙所示，则下列结论中正确的是()AP 甲=P 乙 BP 甲=3P 乙 P 乙=3P 甲 DP 乙>3P 甲解析：设每个小灯泡额定电流为I 额，将甲电路中的三个小灯泡视为一个整体R 并，则通过R 并的电流I 总甲=3I 额，同对乙电路而言，I 总乙=I 额对甲电路有P甲=UI 总甲=U ×3I 额，对乙电路有P 乙=UI 总乙=U ×I 额，其中U=12V,显然P 甲=3P 乙 答案：B第二关：技法关解读高考 解 题 技 法一、纯电阻电路和非纯电阻电路的对比 技法讲解(1)如果一段电路中只含有电阻元件，称之为纯电阻电路它有两大基本特点 ①服从欧姆定律I=U/R②电流通过纯电阻电路时,电流做的功全部转为电热,且电功率和热功率相等即W=Q=P=UI=I2R=2URP=P热=UI=I2R=U2/R(2)如果电路中除了含有电阻外,还包括电动机\,电解槽等能够把电能转为其他形式的能的用电器,这种电路称为非纯电阻电路,其特点是①不服从欧姆定律,在非纯电阻电路中I＜UR,或U＞IR②电流通过电路时,电流做功除了转为内能外,还要转成其他形式的能,如机械能、能等在非纯电阻电路中,电功大于电热W＞Q,即IU＞I2R,电功率大于热功率,即UI＞I2R,在计算电功和电热时要用各自的定义式W=UI,P=UI;Q=I2R,P热=I2R(3)对联系到电功\,电热\,机械能\,能的综合问题,要从能的转换和守恒的角度分析,再列式计算如电动机通电后如果不转,其消耗的电能全部转为焦耳热(内能),此时仅相当于纯电阻电路,有W=UI=I2R=Q典例剖析例1如图所示,灯L上标有200 W,电动机上标有2000 W,在A、B两端加上220 V电压时,灯和电动机均正常工作,求电灯正常工作时的电阻解析：从能量守恒的角度分析,对于任何一个电路,各部分消耗功率之和等于该电路消耗的总功率本题应用该结论和串联电路上电流相等的特点解答注意电动机是非纯电阻电器,和电灯串联后,电压分配和功率分配与电阻无正比关系,不能用比例法解答已知电灯正常工作时的功率为额定功率200 W,若能求出通过电灯的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻设A 、B 间电流为I,A 、B 间总电压U=220 V A 、B 间消耗总功率P=200 W+2000 W=2200 W 因为P=UI,所以I=P U =2200220A=10 A 由I L =IP L =I 2L R,所以R=2LPL I =220010 Ω=2 Ω 答案：2 Ω二、欧姆定律与I-U 图象的应用技巧及注意事项 技法讲解1导体电阻会随温度而变,所以金属导电只有在它的电阻可以认为不随电流\,电压变时,欧姆定律才成立2欧姆定律中说到的电流\,导体两端的电压\,电阻都是属于同一段导体的 3用I-U 图象结合比例式(U I =UI∆∆)解题，更直观、简明，物意义更清晰 4在作导体的伏安特性曲线时,坐标轴标度的选取可以是任意的,因此利用图线的斜率求导体阻值大小时,不能用θ,必须用ΔU 和ΔI 的比值计算5分析电阻的I-U 图象或U-I 图象,关键是先搞清图象斜率的物意义,分清=R 还是=1/R典例剖析例2一只标有“220 V 60 W ”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220 V 在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是（）解析：由电阻的定义式R=U/I知在U-I图象上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值U/I就对应着电阻值R由于白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,A图象表示U/I为一定值,说明电阻不变,不符合要求;图象上各点的U/I值随U的增大而减少,也不符合实际;D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大,后随U的增大而减少,也不符合实际只有B图象中U/I的值随U的增大而变大,符合实际,应选A\,\,D答案：AD第三关：训练关笑对高考随堂训练1关于电阻定律及其应用正确的说法是()A．由ρ=R?SL可知，导体越长，则电阻率越小B．对金属导体，温度越高，电阻率越大，则电阻越大．滑线变阻器是根据电阻定律制成的D．一金属丝均匀拉长后，再对折并联，其电阻不变解析：某种材料的电阻率与材料本身和温度有关，与导体的长度和横截面积无关，且金属导体的电阻率随温度的升高而增大，故A错B对，在D项中金属丝原的电阻为R=ρLS，拉长后,L1=L，因为总体积V=LS保持不变，所以拉长后的截面积S1=S/，则R1=ρ11LS=ρnLS/n=2R，再对折并联后的电阻变为原的2n R4只有=2时才与原电阻相等，所以选B、[]答案：B2金属铂的电阻对温度的高低非常“敏感”,在图中所示的U-I图象中,可以表示金属铂电阻的U-I图线的是()解析：纯金属的电阻率随温度的升高而增大,故正确答案：3两根材料相同的均匀导线和y，长为L，y长为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变如图所示，则、y导线的横截面积之比为（）A23B1312D31解析：由图象可知：导线与y两端电势差之比为：Ux Uy =64=32∴导线与y电阻之比为：RxRy=32，由R=ρLS得：S=ρLR∴SxSy=LxLy·RyRx=12×23=13，故选B答案：B4如图所示电路，R1=R3>R2=R4，在A、B两端接上电后，各电阻消耗的功率P的大小比较是()AP1=P3<P2=P4BP2>P1>P4<P3P 2>P1>P3>P4DP1>P2>P4>P3解析：在串联电路中，通过R1、R2、R并的电流相等P1=I2R1，P2=I2R2，P并=I2R并，则P1>P2>P并，又因P并=P3+P4,R3、R4两端电压相等，设为U，则P3=U2R3，P4=U2R4,则P4>P3，故有P1>P2>P4>P3D正确答案：D课时作业三十四部分电路电功和电功率1小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变的图线如图所示，P 为图线上一点，P N 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线则下列说法中正确的是()A 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大[]B 对应P 点，小灯泡的电阻为R=12U I 对应P 点，小灯泡的电阻为R=121U I I D 对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积解析I-U 图象的斜率倒的物意义表示电阻值，因此随U 增大，小灯泡的电阻增大，A 对；对于可变电阻而言，R=U/I ，所以P 点对应电阻R=U 1/I 2，不能用R=ΔU/ΔI 计算，B 对、错；功率P=UI ，所以P 点的对应功率P=U 1I 2，即为矩形PQOM 所围的面积，D 对答案ABD2有一家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，图乙是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是()解析电熨斗工作时，工作电压不变，由P=U 2/R 知，电路总电阻R 最小时，热功率最大，即R 1、R 2组成并联电路时R 最小，使其获得高挡温度，D 正确答案D3一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1=10 Ω，R 2=120 Ω，R 3=40 Ω另有一测试电，电动势为100 V ，内阻忽略不计则()A 当cd 端短路时，b 之间的等效电阻是40 ΩB 当b 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 Ω 当b 两端接通测试电时，cd 两端的电压为80 V D 当cd 两端接通测试电时，b 两端的电压为80 V 解析当cd 端短路时，b 间等效电阻R=R 1+2323R R R R + =10 Ω+1204012040⨯+ Ω=40Ω,所以A 正确当b 端短路时，cd 间等效电阻R=R 2+1313R ?R R R + =120 Ω+10401040⨯+ Ω=128 Ω，所以B 错误当b 间接电时E=100 V ，cd 间电压为R 3上电压，则U=404010+×100 V=80 V,所以正确当cd 两端接电时，b 两端的电压为R 3上电压，则U ′=4040120+×100 V=25 V,所以D 错误答案A4某同设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电当S置于位置1时，以下判断正确的是()AL的功率小于额定功率BL1亮，其功率等于额定功率L2亮，其功率等于额定功率D含L支路的总功率较另一支路的大解析电电动势为6V，L、L1、L2的额定电压均为6 V，由于电内阻的分压，所以L、L1、L2的功率一定小于额定功率，故A正确，B、错误；S置于1时，L与L2串联，支路电阻比L1支路的电阻大，两端电压相等，由P=2UR可知，含L支路的总功率小于另一支路的功率，故D错答案A5如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接则()A当温度降低到某一值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一值，衔铁P将会被吸下工作时，应该把恒温箱内的加热器接在、D端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端答案BD6在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电量为\,质量为,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δ的电子束内的电子个是（）A I l meS2eU∆BI l me2eU∆I meS2eUDIS l me2eU∆解析：电子被加速后定向移动形成电流,结合电场力做功公式把电压与电子速率联系起,再用电流的定义式I=Qt∆及Δ=vΔ求解本题考查对电流的微观表达式的解和应用电子从加速电场离开时的速度为2eU/m,又I=Sv,Δ=vΔ,所以N=×Δ×S=I l me2eU∆,正确选项为B答案：B7某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间3 ，待机时间100 ”则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为()A18 W,54×10-2 WB06 W,18×10-2 W36 W,0108 WD648×103 W,194×102 W答案B8在研究微型电动机的性能时，可采用图示的实验电路当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示分别为05 A和10 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示分别为20 A和150 V则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是()[] A电动机的输出功率为8 WB电动机的输出功率为30 W电动机的内电阻为2 ΩD电动机的内电阻为75 Ω解析本题考查的是非纯电阻中机械能与内能之间的关系当电流表和电压表示为05 A 和10 V 时电动机停止工作，电路只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r=11U I =1.00.5=2 Ω,选项D 错误，选项正确当电动机正常工作时电流表和电压表示分别为20 A 和150 V,此时电动机消耗的总功率P 总=U 2×I 2=150×20=300 W,其中内阻消耗功率P 内=I 22r=202×2=80 W ，则输出功率为22 W ，选项A 、B 错误 答案9如图所示，两段铜棒接在电路中，已知1=2,2S 1=S 2,则自由电子在两段导体棒中定向移动的平均速率之比12:v v =_________,两导体棒中电场强度之比E 1E 2=__________解析两段导体中电流相等，而I=S v ,则12v v =21由R=ρl S ,则12R R =21又U=IR ，则12U U =21而E=U l ，则E 1E 2=12U U =21答案21 21[§§]10为了测定液体的电阻率，工业上用一种称为“电导仪”的仪器，其中一个关键部件如图所示A 、B 是两片面积为1 c 2的正方形铂片，间距d=1 c ，把它们浸没在待测液体中若通过两根引线加上一定的电压U=6 V 时，测出电流I=1μA ，则这种液体的电阻率为多少？解析由电阻公式R=ρlS，变形可得ρ=RS l =U I ·Sl=6×104 Ω· 答案6×104 Ω·11在相距40 的A 、B 两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A 、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示为10 V ，电流表示为40 A ，求发生短路处距A 有多远？如图所示解析A 与短路处的距离，可以认为等于A 与短路处单根导线的长度，而如果能够求得A 与短路处单根导线的电阻，就可以由电阻定律求出导线的长度，也就求出了短路处到A 端的距离A 、B 间距离=40 ，导线总长2，总电阻R=800 Ω； 设A 与短路处距离，导线总长2，总电阻R ； 由欧姆定律得R=UI=3104010-⨯Ω=250 Ω, 由电阻定律得R=ρ2l S ,R=ρ2x S,得=x R R =250800×40 =125 即短路处距A 端125 答案：12512图甲是一种家用电熨斗的电路原图（额定电压为220 V ）R 0是定值电阻，R 是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响（1）该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W ，温度最高时的耗电功率为484 W ，求R 0的阻值及R 的阻值变范围（2）假定电熨斗每秒钟散发的热量q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 ℃的房间使用该电熨斗熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220 ℃，且保持不变，问应将R 的阻值调为多大？解析（1）温度最低挡P 1=2max 0U R R +，即121=2max 0220R R +温度最高挡P 2=20U R ,即484=2220R 由以上两式可解得R 0=100 ΩR=300 Ω所以变阻器阻值范围是0到300 Ω（2）此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δ=220 ℃-20 ℃=200 ℃ 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量q=440 J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=440 W P=2U R R +，440=2220R 100+ R=10 Ω,故应将R 调至10 Ω答案：（1）100 Ω0～300 Ω（2）10 Ω。
高考物理一轮复习导学案电学实验2
电学实验2一、以测电源的电动势和内阻为核心的实验考向1.伏安法测电动势和内阻 （一）实验原理： （二）方法 1. 把测量的几组数据分别代入 中，求出几组E 、r 的值，对E 、r 分别求 作为测量结果。
2．图像法(1)以I 为横坐标，U 为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I 、U 的测量数据在坐标系中描点。
(2)用直尺画一条直线，使 的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线 。
①图线与纵轴交点为E②图线与横轴交点为I 短＝E r③图线的斜率大小表示3、误差分析1．偶然误差：读数及作U I 图像时描点不准确。
2．系统误差：甲图 乙图甲图误差来源： ；乙图误差来源：图像分析：甲图E 测<E 真，r 测<r 真 乙图E 测=E 真，r 测>r 真。
考向2.安阻法测电动势和内阻（1）电路图（2）根据 作1I R 图像,利用线性图线的截距和斜率求E 和r 。
考向3.伏阻法测电动势和内阻（1）电路图（2）根据 作1U −1R 图像,利用线性图线的截距和斜率求E 和r 。
例1．某实同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：A ．废旧电池组：电动势E 约为5V ，内阻约为7ΩB ．电压表V ：量程为03V -，内阻1r 为9k ΩC ．电流表A ：量程为00.6A -，内阻2r 约为10ΩD ．滑动变阻器R ：最大阻值30ΩE ．电阻箱'R ：阻值09999.9Ω-F ．开关S ，导线若干 测量情况 真实情况 U I（1）由于电压表量程太小，该同学利用电压表V和电阻箱改装了一个05V-的电压表（表盘刻度未改），则电阻箱接入电路的阻值应为______kΩ；（2）为了比较精确地测量电池组的电动势与内阻，画出实验电路图，并标明所用器材的代号；（_____）（3）该同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的U I-图线（U为电压表V的示数，I为电流表A的示数），则电源的电动势E=______V，内阻r=_____Ω例2.某小组想测两节干电池组成的电源的电动势和内阻,同学们用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,电路中用到的器材均完好无损。
《电功率》 导学案
《电功率》导学案一、学习目标1、知道电功率的物理意义、定义、单位。
2、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单的计算。
3、能区别用电器的额定功率和实际功率。
二、学习重难点1、重点（1）电功率的概念、单位及计算。
（2）额定功率和实际功率的区别。
2、难点（1）理解电功率和电流、电压的关系。
（2）实际功率的计算。
三、知识链接1、电能的单位有焦耳（J）和千瓦时（kW·h），1kW·h ＝ 36×10^6 J。
2、电能表是测量电能的仪表，其读数方法是两次读数之差。
四、学习过程（一）电功率的概念1、思考：在生活中，我们发现不同的用电器消耗电能的快慢是不一样的。
比如，电灯泡和电暖器在相同的时间内消耗的电能不同，这说明它们消耗电能的快慢不同。
那么，如何比较用电器消耗电能的快慢呢？2、实验探究：比较小灯泡消耗电能的快慢器材：两个不同规格的小灯泡、电源、开关、导线、电压表、电流表步骤：（1）将两个小灯泡串联接入电路，闭合开关，观察两灯泡的亮度，并记录通过两灯泡的电流和两灯泡两端的电压。
（2）将两个小灯泡并联接入电路，闭合开关，观察两灯泡的亮度，并记录通过两灯泡的电流和两灯泡两端的电压。
分析：在串联电路中，通过两灯泡的电流相同，灯泡越亮，说明消耗电能越快，其两端的电压越大；在并联电路中，两灯泡两端的电压相同，灯泡越亮，说明消耗电能越快，通过的电流越大。
结论：用电器消耗电能的快慢与通过用电器的电流和用电器两端的电压有关。
3、电功率的定义：电功率表示用电器消耗电能的快慢。
4、电功率的计算公式：P ＝ W ／ t ，其中 P 表示电功率，W 表示消耗的电能，t 表示消耗电能所用的时间。
5、电功率的单位：国际单位是瓦特（W），常用单位还有千瓦（kW），1kW ＝ 1000W。
（二）电功率和电流、电压的关系1、理论推导由 P ＝ W ／ t ，W ＝ UIt （其中 U 表示电压，I 表示电流，t 表示时间）可得：P ＝ UI2、实例分析一个灯泡接在 220V 的电路中，通过的电流为 05A，求该灯泡的电功率。
2022年高考物理一轮复习考点归纳电路及其应用
八电路及其应用一、基本概念和规律1．电阻和电阻率(1)电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
(2)电阻的定义式：R＝U I。
(3)电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与横截面积成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。
表达式：R＝ρL S。
(4)电阻率是反映导体导电性能的物理量，其特点是随着温度的改变而变化。
金属的电阻率随温度升高而增大。
2．电功和电功率(1)电功：电流做功的实质是电场力对电荷做功。
电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能。
电功W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式。
(2)电功率：单位时间内电流做的功叫电功率，P＝Wt＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式。
3．电热和焦耳定律(1)电热：电流通过电阻时产生的热量，Q＝I2Rt，这是普遍适用的电热计算公式。
(2)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(3)电功和电热、电功率和热功率的比较(1)内容：闭合电路的电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
(2)表达式①电流表达式I＝ER＋r；②电动势表达式E＝IR＋Ir＝U＋U r。
(3)适用范围：外电路是纯电阻的电路。
6．路端电压U外电路两端的电压，即电源的输出电压，U＝E－Ir。
(1)当外电阻增大时，电流减小，内电压减小，路端电压增大。
当外电路断开时，I＝0，U＝E。
(2)当外电阻减小时，电流增大，内电压增大，路端电压减小。
当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝Er，U＝0。
(3)路端电压也可以表示为U＝IR＝ERR＋r＝E1＋rR，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。
7．闭合电路的U －I 图象闭合电路的U －I 图象如图所示，由U ＝E －Ir 知，图线为一条直线，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，图线的斜率的绝对值等于电源内阻。
8．闭合电路中的功率和效率问题 (1)闭合电路中的功率①电源的总功率：P 总＝IE ＝IU ＋IU r ＝P 出＋P 内。
高考物理一轮复习专题功和功率导学案2(2021年整理)
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功和功率知识梳理知识点一、功1．定义:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功.2．做功的两个要素（1)作用在物体上的力；(2）物体在力的方向上发生的位移。
3．公式：W＝Fl cos__α（1）α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。
（2)该公式只适用于恒力做功。
4．功的正负(1）当0°≤α＜90°时，W＞0,力对物体做正功.(2）当90°＜α≤180°时，W＜0,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功。
（3)当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功。
知识点二、功率1．定义：功与完成这些功所用时间的比值。
2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。
3．公式（1)P＝错误!，P为时间t内的平均功率。
（2）P＝Fv cos__α（α为F与v的夹角)①v为平均速度,则P为平均功率。
②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。
4．发动机功率：机车发动机的功率P＝Fv，F为牵引力，并非机车所受的合力。
［思考判断](1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功.( )（2)一个力对物体做了负功,则这个力一定阻碍物体的运动。
（）（3）作用力做负功时，反作用力一定做正功。
（）（4)力对物体做功的正负可由力和速度方向间的夹角决定. （）(5）静摩擦力一定对物体不做功。
高考物理一轮复习 热点题型 专题2.5 闭合电路的功率及效率问题学案-人教版高三全册物理学案
专题2.5 闭合电路的功率及效率问题1．电功、电功率、焦耳定律和热功率内容表达式电功 电路中电场力移动电荷做的功W ＝qU ＝UIt 电功率 单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢 P ＝Wt ＝UI 焦耳 定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比 Q ＝I 2Rt 热功率单位时间内的发热量P ＝Qt＝I 2R2．电源的总功率(1)任意电路：P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r.3．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 4．电源的输出功率(1)任意电路：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．(2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2RR ＋r2＝E 2R －r 2R＋4r 。
(3)输出功率随R 的变化关系①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r.②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．④当P 出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1·R 2＝r 2. ⑤P 出与R 的关系如图所示．5．电源的效率 (1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE×100%. (2)纯电阻电路：η＝RR ＋r ×100%＝11＋rR×100% 因此在纯电阻电路中R 越大，η越大；当R ＝r 时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.【典例1】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上 (其内电阻可忽略不计)，均正常工作。
用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103J D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 【答案】 C【典例2】如图所示，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，E 为电源电动势，r 为电源内电阻，以下说法中正确的是( )A ．当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得最大功率B ．当R 1＝R 2＋r 时，R 1获得最大功率C ．当R 2＝0时，R 1获得最大功率D ．当R 2＝0时，电源的输出功率最大 【答案】 AC【解析】 在讨论R 2的电功率时，可将R 1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E、内阻为(R1＋r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示)，R2的电功率是等效电源的输出功率．显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1＝I2R1)，所以，当R2＝0时，等效电源内阻最小(等于r，如图乙所示)，R1获得的电功率最大，故B项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，(R1＋R2)为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率不一定最大，故D项错误．【典例3】已知电源内阻r＝2 Ω，灯泡电阻R L＝2 Ω，R2＝2 Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为3 Ω，如图所示，将滑片P置于最左端，闭合开关S1、S2，电源的输出功率为P0，则( )A．滑片P向右滑动，电源输出功率一直减小B．滑片P向右滑动，电源输出功率一直增大C．断开S2，电源输出功率达到最大值D．滑片P置于最右端时，电源输出功率仍为P0【答案】D【解析】闭合开关S1、S2，外电路总电阻R＝R1＋R并＝R1＋1 Ω，当R＝r＝2 Ω时，电源输出功率最大，根据电源输出功率与外电路电阻的关系图像(如图)可知，【跟踪训练】1．(2018·滕州检测)额定电压为4.0 V的直流电动机的线圈电阻为1.0 Ω，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0 J，下列计算结果正确的是( )A．电动机正常工作时的电流强度为4.0 AB．电动机正常工作时的输出功率为8.0 WC．电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0 JD．电动机正常工作时的输入功率为4.0 W【答案】C【解析】电动机正常工作时的电流强度为I＝Qrt＝4.01.0×1.0A＝2.0 A，选项A错误；P内＝Qt＝4.0 W，电动机正常工作时的输出功率为P出＝IU－P内＝2.0×4.0 W－4.0 W＝4.0 W，选项B错误；电动机每分钟将电能转化成机械能为E机＝P出t＝4.0×60 J＝240.0 J，选项C正确；电动机正常工作时的输入功率为P＝UI＝4.0×2.0 W＝8.0 W，选项D错误。
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40 cm 。
电源电动势E =24 V ，内电阻r =1 Ω，电阻R =15 Ω。
闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间，小球恰能到达A 板。
若小球带电荷量为q =1×10-2 C ，质量为m =2×10-2 kg ，不考虑空气阻力，取g =10 m/s 2。
求： （1）A 、B 两板间的电压U ； （2）滑动变阻器接入电路的阻值R P ； （3）电源的输出功率P 。
【答案】（1）8V ；（2）8Ω；（3）23W 【解析】 【详解】（1）对小球从B 到A 的过程，由动能定理：2102qU mgd mv --=- 解得：U =8V（2）由欧姆定律有： E UI R r-=+ PU I R 电流为：=解得：8P R =Ω（3）根据电功率公式有：()2pP I R R =+解得：P 23W =2．如图所示，电路中电阻R 10=Ω，电源的内电阻2r =Ω，灯泡L 上标有“3V 0.25A”的字样，闭合开关S ，灯泡正常发光．求：（1）灯泡的功率； （2）电源的电动势；（3）电源的总功率；【答案】(1) 0.75W (2) 6V (3) 1.5W 【解析】 【详解】（1）由题知，灯泡正常发光，则灯泡的电压为 U=3V ，电流为 I=0.25A 所以灯泡的功率为 P=UI=0.75W （2）由闭合电路欧姆定律得：电源的电动势 E=U+I （R+r ）=3+0.25×（10+2）=6V （3）电源的总功率：P=IE=0.25×6W=0.5W.3．如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧M N 、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S 和定值电阻R 相连。
届高考物理一轮复习学案第8章第2节电路闭合电路的欧姆定律
第2节电路闭合电路的欧姆定律一、电路的串联、并联串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝I n I＝I1＋I2＋…＋I n 电压U＝U1＋U2＋…＋U n U＝U1＝U2＝…＝U n电阻R＝R1＋R2＋…＋R n 1R＝1R1＋1R2＋…＋1R n功率分配P1R1＝P2R2＝…＝P nR n P1R1＝P2R2＝…＝P n R n二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E＝W q。
(3)物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。
2．内阻：电源内部导体的电阻。
三、闭合电路的欧姆定律1．内容闭合电路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。
2．公式(1)I＝ER＋r。
(只适用于纯电阻电路)(2)E＝U内＋U外。
(适用于任何电路)3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(适用于任何电路)(2)U-I图象①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。
②当外电路电压为U＝0时，横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大。
(√)(2)电动势就是电源两极间的电压。
(×)(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。
(√)(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。
(×) (5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。
(×)2．(人教版选修3－1P 63T 1改编)一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A ，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A ，则电源的电动势和内阻分别为( )A ．2 V 1.5 ΩB ．1.5 V 2 ΩC ．2 V 2 ΩD ．1.5 V 1.5 Ω [答案] B3．(人教版选修3－1P 52T 2改编)(多选)如图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。
高中物理 《功率》导学案 教科版必修
高中物理《功率》导学案教科版必修【学习目标】1、理解功率的的概念。
2、理解功率的公式P=w／t，并能运用其进行有关的计算。
3、正确理解公式P=Fv的意义，知道什么是瞬时功率，什么是平均功率，并能用公式P=Fv讨论汽车等交通工具的启动问题。
【学习重点和难点】1、功率的概念和计算公式。
2、功率P=Fv的物理意义及其应用。
【使用说明及学法指导】1、细读教材，先自学然后根据预习案的提示通过小组合作探究完成导学案。
2、建议安排1课时的学生自主学习课，安排1课时的学生展示点评课解决有关知识。
【课前预习案】一、功率(P):1、功率是表示物体做功___________的物理量。
单位时间内完成的功越多，功率就越________，完成相同的功所需的时间就越短。
由功率公式可见功率大小是由_____________________________共同决定的，做功多，功率不一定大；时间长，功率也不一定小。
2、功率是标量,国际单位：_______________二、功率计算方法（平均功率和瞬时功率）：1、平均功率和瞬时功率(1)平均功率：描述力在一段时间内做功的_____________。
计算公式：P=___________ (2)瞬时功率：力在某一时刻的功率，计算公式：P=______________。
2、额定功率和实际功率(1)额定功率：指动力机器长时间正常工作时___________的功率，也就是机器铭牌上的标称值。
(2)实际功率：指机器工作时实际_____________的功率。
3、对瞬时功率公式P=Fv进行讨论：（1）当功率P一定时，牵引力越大，速度就越________。
如：汽车在发动机功率一定时上斜坡，司机用换挡的办法减小_________以获得较大的__________满足上坡的需要。
（2）当速度v保持一定时，牵引力越大，所需的功率也越______。
如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门，增大发动机的_________以得到较大的____________。
高中物理电源效率分析教案
高中物理电源效率分析教案
主题：电源效率分析
目标：通过本节课的学习，学生能够理解电源效率的概念，掌握计算电源效率的方法，并
应用到实际问题中解决问题。
教学步骤：
1. 导入：通过一个简单的问题引导学生了解电源效率的概念。
比如，一个电源输出100W
的功率，但在转换过程中有20W的能量损失，问电源的效率是多少？
2. 讲解：介绍电源效率的概念，即输出功率与输入功率的比值。
并举例说明如何计算电源
效率。
3. 练习：让学生通过几个实际问题进行计算，加深他们对电源效率的理解。
4. 拓展：讨论一些实际应用中的问题，比如在充电宝使用过程中的能量损耗，如何提高电
源效率等。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，并强调电源效率在实际生活中的重要性。
教学方法：以问题为导向，通过实例引导学生理解概念，培养学生的分析和解决问题的能力。
教学手段：黑板、投影仪、实验器材等。
教学评价：通过课堂练习和小组讨论等形式，评价学生对电源效率概念的理解和应用能力。
延伸阅读：鼓励学生通过查阅资料了解更多关于电源效率的应用和发展，培养他们的自主
学习能力。
高中物理电源效率讲解教案
高中物理电源效率讲解教案
教学目标：
1. 了解电源效率的概念和意义；
2. 掌握计算电源效率的方法；
3. 能够分析提高电源效率的方法。
教学重点和难点：
重点：电源效率的概念和计算方法；
难点：如何提高电源效率。
教学准备：
1. 电源效率的示意图；
2. 计算电源效率的公式；
3. 相关实例分析资料。
教学过程：
1. 导入：通过展示一个动态的示意图，引导学生思考电源效率是什么，为什么要考虑电源效率。
2. 概念讲解：明确电源效率的概念，即电源输出的实际功率与输入的功率之比，通常表示为η = Pout / Pin。
3. 计算方法：介绍计算电源效率的方法，强调要正确识别输入功率和输出功率的单位，并通过实例演练加深学生理解。
4. 分析讨论：引导学生分析提高电源效率的方法，如减小电路内部电阻、改进电源的工作原理等。
5. 案例分析：通过实际案例分析，让学生了解不同应用场景下电源效率的重要性，并讨论影响电源效率的因素。
6. 总结提高：总结讨论提高电源效率的方法，强调学生在实际设计和使用电源时应该如何考虑和优化电源效率。
7. 练习提高：布置练习题，让学生在课后进一步巩固和提高对电源效率的理解和运用。
8. 总结：对本节课内容进行简要复习和总结，强化学生对电源效率的理解和重要性。
教学反思：在教学中应该注重引导学生深入理解电源效率的概念和意义，培养学生的实际分析和解决问题的能力，促进学生的创新思维和实践能力的提升。
高考物理一轮复习 第四章(第2课时)功率导学案(必修2)
高考物理一轮复习第四章（第2课时）功率导学案（必修2）【考纲考点】功率（Ⅱ）【知识梳理】1、功率的理解：功跟完成这些功所用________的比值叫做功率，是描述做功________的物理量、2、功率的两个公式：(1)P=，P为时间t内的_________、(2)P＝Fvcos α(α为F与v 的夹角)① 若v为平均速度，则P为___________、② 若v为瞬时速度，则P为__________、3、额定功率与实际功率：额定功率是机械____________时输出的________功率、实际功率是机械____________时输出的功率、实际功率往往小于或等于____________、4、机车的输出功率：P＝Fv，其中F为机车的_________，v为_________。
【基础检测】（）1、运动员在某次体能训练中，用100 s的时间跑上了20 m 高的高楼、那么，与他登楼时的平均功率最接近的估测值是A、10 WB、100 WC、1 kWD、10 kW（）2、关于功率的公式P＝Fvcos α，以下理解正确的是A、它是由功率的定义式P＝W/t及功的定义式W＝Flcos α联合导出的，所以它只能用来计算平均功率B、若F与v的夹角α＝0，P＝FvC、当公式中的v表示平均速度且F为恒力时，则P＝Fv求解的是平均功率D、当F、v、α均为瞬时值时，P＝Fvcos α求解的是瞬时功率（）3、一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻力F的瞬时功率是A、t1B、tC、t1D、t（）4、位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同、则可能有A、F2＝F1 v1＞v2B、F2＝F1 v1＜v2C、F2＞F1 v1＞v2D、F2＜F1 v1＜v2（）5、机车从静止开始沿平直轨道做匀加速直线运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是A、机车输出功率逐渐增大B、机车输出功率不变C、在任意两相等的时间内，机车动能变化相等D、在任意两相等的时间内，机车速度变化的大小相等◇◇◇◇◇◇课堂导学案◇◇◇◇◇◇F要点提示E一、功率的计算1、平均功率的计算方法(1)利用＝。
最新精编高中高考物理一轮复习第1课时部分电路电功和电功率导学案
第十章恒定电流第十章恒定电流高考调研考纲导航内容要求说明64电流欧姆定律电阻和电阻定律65电阻率与温度的关系66半导体及其应用超导及其应用67电阻的串、并联串联电路的分压作用及并联电路的分流作用68电功和电功率串联、并联电路的功率分配[||]69电的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压70电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻123实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）124实验：描绘小电珠的伏安特性曲线ⅡⅠⅠⅡⅡⅡⅡ125实验：把电流表改装为电压表126实验：用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻127实验：用多用电表探索黑箱内的电元件129实验：传感器的简单应用命题取向[]近几年本章内容的高考试题多集中在电路的变、电路故障的检测、含电容电路以及含电表（想或非想）电路问题的分析上，以选择题或填空题的形式出现另外,由于该部分知识与生实验结合紧密,因而往往通过实验考查部分知识的运用情况,实验考查既具体又灵活,像仪器的选取\,读、电路的连接、据处、误差分析等，每年试题均有涉及，在复习中应予以足够的重视再者,用实验中过的实验方法去设计或处未遇到过的实验问题是高考实验的趋势从近几年的高考看,高考对本章的考查将有以下趋势1对实验的考查不论是对实验基础知识的考查,还是器材连接\,仪器选择\,电路设计\,误差分析等2含容电路的分析3多用电表的使用[]备考方略在本章复习中要注意分析、解决问题的方法，比如闭合电路的动态分析、等效法的运用、模型的转、非电量和电量的转，以及极限法、赋值法等运用，都是会、活本章所需的还要注意能量的转问题，要从能量转和守恒的角度去解决这些问题例如在纯电阻电路中，电路消耗的电能，当然只能在电阻上转为热能如果电路中接有电动机、蓄电池等，电能大部分就要转成机械能输出对外做功，或者转成能储存在蓄电池中另外，稳恒电流中不少物量是用其他物量的比值定义的，如I=Qt 、R=UI等，这些式子叫定义式：可用Q、计算电流，U、I计算电阻，但不能说I∝Q，I∝1t，因为对一段电路，I由U和R决定，和Q、无关，因而习这章时，要注意分清定义式和决定式的区别另外，要着重对实验方法重要仪器的使用等知识的复习，要会把所的论知识运用到实验中去第一课时部分电路电功和电功率第一关：基础关展望高考[]基础知识一、电流知识讲解（1）定义：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫做电流，用I表示[]（2）定义式：I=tq（3）物意义：表示电流强弱的物量（4）单位：国际单位——安培（A）;其他单位——毫安（A）；微安（μA）1 A=103A=106μA（5）形成①导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流②电可使电路中保持持续电流（6）方向：习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向（7）恒定电流：大小、方向都不随时间变的电流说明：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反②电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝的电流方向是相同的，此时I=qt对值之和③电流虽有大小和方向，但不是矢量，是标量④q=I是求电荷量的重要公式，其变形公式I=q求出的是电流在时间内的平均值，对恒定电流说，其瞬时值与平均值相等（8）电流的微观表达式①电流的微观表达式为I=qSv其中，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积，是导体每单位体积内的自由电荷，q是每个自由电荷的电荷量由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷、电荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关②三种速率的区别电流传导速率，电子定向移动速率，电子热运动速率电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)b电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般量级为10-5/(对每个电子而言)c电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米活活用1在图所示的电解池中,测得在5 内共有75 正电荷和75 负电荷通过池的竖直截面OO′,则电路中电流表指示的读应为()A0B15 A3 AD75 A解析：由电流的基本概念可知如果对某一截面S,从左方通过的电荷量为正电荷q,而从右方通过的电荷量为负电荷-q,那么通过该截面的电荷量应为2q;如果从两个相反方向同时穿过截面的电荷都是正(或负)电荷时,那么总电荷量是它们电荷量值相减综合以上信息求解Q=(75+75) =15所以I=Qt =155A=3 A答案：二、电阻知识讲解（1）定义：导体两端电压和通过导体的电流的比值（2）定义式：R=UI(3)单位：欧姆（Ω），常用的还有Ω、MΩ且有1 Ω=10-3Ω=10-6MΩ说明：电阻的定义式提供了一种度量电阻大小的方法，但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关，绝不能由R=U/I而错误地认为“R与U成正比，R与I成反比”[++]三、电阻定律知识讲解（1）内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度成正比，与它的横截面积S成反比（2）公式：R=ρlS,R-Ω,ρ-Ω·（3）单位：在国际单位制中-,S-2说明：①R=ρl是导体电阻大小的决定式，表明导体电阻由导体本身因素（电S阻率ρ、长度和横截面积S）决定，与其他因素无关由此可更加明确电阻的定义中，R与U、I无关这一点，使我们对比值定义法定义物量有了更深刻式R=UI的认识为我们制造、控制电阻提供了论指导常用的滑动变阻器就是依靠改②R=ρlS变导线长度达到改变电阻的目的四、电功和电功率知识讲解1电功电流通过导体所做的功叫电功，其实质是电场力移动电荷所做的功定义式：W=qU=IU 单位：焦（J ）标量，其正负不表示大小2电功率电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率定义式：P=W t单位：瓦(W)1 W=1 J/ 标量，且总为正值，负值无意义由W=IU 知P=IU活活用2把6个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路消耗的功率分别用P 甲和P 乙所示，则下列结论中正确的是()AP 甲=P 乙BP 甲=3P 乙P 乙=3P 甲DP 乙>3P 甲解析：设每个小灯泡额定电流为I 额，将甲电路中的三个小灯泡视为一个整体R 并，则通过R 并的电流I 总甲=3I 额，同对乙电路而言，I 总乙=I 额对甲电路有P 甲=UI 总甲=U ×3I 额，对乙电路有P 乙=UI 总乙=U ×I 额，其中U=12V,显然P 甲=3P 乙答案：B第二关：技法关解读高考解 题 技 法一、纯电阻电路和非纯电阻电路的对比技法讲解(1)如果一段电路中只含有电阻元件，称之为纯电阻电路它有两大基本特点 ①服从欧姆定律I=U/R②电流通过纯电阻电路时,电流做的功全部转为电热,且电功率和热功率相等即W=Q=P=UI=I 2R=2U RP=P 热=UI=I 2R=U 2/R (2)如果电路中除了含有电阻外,还包括电动机\,电解槽等能够把电能转为其他形式的能的用电器,这种电路称为非纯电阻电路,其特点是①不服从欧姆定律,在非纯电阻电路中I ＜U R,或U ＞IR ②电流通过电路时,电流做功除了转为内能外,还要转成其他形式的能,如机械能、能等在非纯电阻电路中,电功大于电热W ＞Q,即IU ＞I 2R,电功率大于热功率,即UI ＞I 2R,在计算电功和电热时要用各自的定义式W=UI,P=UI;Q=I 2R,P 热=I 2R(3)对联系到电功\,电热\,机械能\,能的综合问题,要从能的转换和守恒的角度分析,再列式计算如电动机通电后如果不转,其消耗的电能全部转为焦耳热(内能),此时仅相当于纯电阻电路,有W=UI=I 2R=Q典例剖析例1如图所示,灯L 上标有200 W,电动机上标有2000 W,在A 、B 两端加上220 V 电压时,灯和电动机均正常工作,求电灯正常工作时的电阻解析：从能量守恒的角度分析,对于任何一个电路,各部分消耗功率之和等于该电路消耗的总功率本题应用该结论和串联电路上电流相等的特点解答注意电动机是非纯电阻电器,和电灯串联后,电压分配和功率分配与电阻无正比关系,不能用比例法解答已知电灯正常工作时的功率为额定功率200 W,若能求出通过电灯的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻设A 、B 间电流为I,A 、B 间总电压U=220 VA 、B 间消耗总功率P=200 W+2000 W=2200 W因为P=UI,所以I=P U =2200220 A=10 A 由I L =IP L =I 2L R,所以R=2LPL I =220010 Ω=2 Ω 答案：2 Ω二、欧姆定律与I-U 图象的应用技巧及注意事项技法讲解1导体电阻会随温度而变,所以金属导电只有在它的电阻可以认为不随电流\,电压变时,欧姆定律才成立2欧姆定律中说到的电流\,导体两端的电压\,电阻都是属于同一段导体的 3用I-U 图象结合比例式(U I =U I∆∆)解题，更直观、简明，物意义更清晰 4在作导体的伏安特性曲线时,坐标轴标度的选取可以是任意的,因此利用图线的斜率求导体阻值大小时,不能用θ,必须用ΔU 和ΔI 的比值计算5分析电阻的I-U 图象或U-I 图象,关键是先搞清图象斜率的物意义,分清=R 还是=1/R典例剖析例2一只标有“220 V 60 W ”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220 V 在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是（）解析：由电阻的定义式R=U/I知在U-I图象上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值U/I就对应着电阻值R由于白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,A图象表示U/I为一定值,说明电阻不变,不符合要求;图象上各点的U/I值随U的增大而减少,也不符合实际;D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大,后随U的增大而减少,也不符合实际只有B图象中U/I的值随U 的增大而变大,符合实际,应选A\,\,D答案：AD第三关：训练关笑对高考随堂训练1关于电阻定律及其应用正确的说法是()可知，导体越长，则电阻率越小A．由ρ=R?SLB．对金属导体，温度越高，电阻率越大，则电阻越大．滑线变阻器是根据电阻定律制成的D．一金属丝均匀拉长后，再对折并联，其电阻不变解析：某种材料的电阻率与材料本身和温度有关，与导体的长度和横截面积无关，且金属导体的电阻率随温度的升高而增大，故A 错B 对，在D 项中金属丝原的电阻为R=ρL S，拉长后,L 1=L ，因为总体积V=LS 保持不变，所以拉长后的截面积S 1=S/，则R 1=ρ11L S =ρnL S /n =2R ，再对折并联后的电阻变为原的2n R 4只有=2时才与原电阻相等，所以选B 、[]答案：B2金属铂的电阻对温度的高低非常“敏感”,在图中所示的U-I 图象中,可以表示金属铂电阻的U-I 图线的是()解析：纯金属的电阻率随温度的升高而增大,故正确答案：3两根材料相同的均匀导线和y ，长为L ，y 长为2L ，串联在电路中，沿长度方向电势变如图所示，则、y 导线的横截面积之比为（）A23B1312D31解析：由图象可知：导线与y 两端电势差之比为：Ux Uy =64=32∴导线与y 电阻之比为：RxRy =32，由R=ρL S 得：S=ρLR ∴Sx Sy =Lx Ly ·Ry Rx =12×23=13，故选B答案：B4如图所示电路，R 1=R 3>R 2=R 4，在A 、B 两端接上电后，各电阻消耗的功率P 的大小比较是()AP 1=P 3<P 2=P 4BP 2>P 1>P 4<P 3P 2>P 1>P 3>P 4DP 1>P 2>P 4>P 3解析：在串联电路中，通过R 1、R 2、R 并的电流相等P 1=I 2R 1，P 2=I 2R 2，P 并=I 2R 并，则P 1>P 2>P 并，又因P 并=P 3+P 4,R 3、R 4两端电压相等，设为U ，则P 3=U 2R 3，P 4=U 2R 4,则P 4>P 3，故有P 1>P 2>P 4>P 3D 正确答案：D课时作业三十四部分电路电功和电功率1小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变的图线如图所示，P 为图线上一点，P N 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线则下列说法中正确的是()A 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大[]B 对应P 点，小灯泡的电阻为R=12U I 对应P 点，小灯泡的电阻为R=121U I I D 对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积解析I-U 图象的斜率倒的物意义表示电阻值，因此随U 增大，小灯泡的电阻增大，A 对；对于可变电阻而言，R=U/I ，所以P 点对应电阻R=U 1/I 2，不能用R=ΔU/ΔI 计算，B 对、错；功率P=UI ，所以P 点的对应功率P=U 1I 2，即为矩形PQOM 所围的面积，D 对答案ABD2有一家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，图乙是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是()解析电熨斗工作时，工作电压不变，由P=U 2/R 知，电路总电阻R 最小时，热功率最大，即R 1、R 2组成并联电路时R 最小，使其获得高挡温度，D 正确答案D3一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1=10 Ω，R 2=120 Ω，R 3=40 Ω另有一测试电，电动势为100 V ，内阻忽略不计则()A 当cd 端短路时，b 之间的等效电阻是40 ΩB 当b 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 Ω当b 两端接通测试电时，cd 两端的电压为80 VD 当cd 两端接通测试电时，b 两端的电压为80 V解析当cd 端短路时，b 间等效电阻R=R 1+2323R R R R + =10 Ω+1204012040⨯+ Ω=40 Ω,所以A 正确当b 端短路时，cd 间等效电阻R=R 2+1313R ?R R R + =120 Ω+10401040⨯+ Ω=128 Ω，所以B 错误当b 间接电时E=100 V ，cd 间电压为R 3上电压，则U=404010+×100 V=80 V,所以正确当cd 两端接电时，b 两端的电压为R 3上电压，则U ′=4040120+×100 V=25 V,所以D 错误 答案A4某同设计了一个转向灯电路，其中L 为指示灯，L 1、L 2分别为左、右转向灯，S 为单刀双掷开关，E 为电当S 置于位置1时，以下判断正确的是()AL 的功率小于额定功率BL 1亮，其功率等于额定功率L 2亮，其功率等于额定功率D 含L 支路的总功率较另一支路的大解析电电动势为6V ，L 、L 1、L 2的额定电压均为6 V ，由于电内阻的分压，所以L 、L 1、L 2的功率一定小于额定功率，故A 正确，B 、错误；S 置于1时，L 与L 2串联，支路电阻比L 1支路的电阻大，两端电压相等，由P=2U R可知，含L 支路的总功率小于另一支路的功率，故D 错答案A5如图所示为用热敏电阻R 和继电器L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接则()A 当温度降低到某一值，衔铁P 将会被吸下B 当温度升高到某一值，衔铁P 将会被吸下工作时，应该把恒温箱内的加热器接在、D 端D 工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端答案BD6在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束已知电子的电量为\,质量为,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δ的电子束内的电子个是（） A I l m eS 2eU ∆ B I l m e 2eU∆I m eS 2eU D IS l m e 2eU ∆ 解析：电子被加速后定向移动形成电流,结合电场力做功公式把电压与电子速率联系起,再用电流的定义式I=Q t∆及Δ=v Δ求解 本题考查对电流的微观表达式的解和应用电子从加速电场离开时的速度为2eU/m,又I=Sv,Δ=vΔ,所以N=×Δ×S=I l me2eU,正确选项为B答案：B7某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间3 ，待机时间100 ”则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为()A18 W,54×10-2 WB06 W,18×10-2 W36 W,0108 WD648×103 W,194×102 W答案B8在研究微型电动机的性能时，可采用图示的实验电路当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示分别为05 A和10 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示分别为20 A 和150 V 则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是()[]A 电动机的输出功率为8 WB 电动机的输出功率为30 W电动机的内电阻为2 ΩD 电动机的内电阻为75 Ω解析本题考查的是非纯电阻中机械能与内能之间的关系当电流表和电压表示为05 A 和10 V 时电动机停止工作，电路只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r=11U I =1.00.5=2 Ω,选项D 错误，选项正确当电动机正常工作时电流表和电压表示分别为20 A 和150 V,此时电动机消耗的总功率P 总=U 2×I 2=150×20=300 W,其中内阻消耗功率P 内=I 22r=202×2=80 W ，则输出功率为22 W ，选项A 、B 错误 答案9如图所示，两段铜棒接在电路中，已知1=2,2S 1=S 2,则自由电子在两段导体棒中定向移动的平均速率之比12:v v =_________,两导体棒中电场强度之比E 1E 2=__________解析两段导体中电流相等，而I=S v ,则12v v =21由R=ρl S ,则12R R =21又U=IR ，则12U U =21而E=U l ，则E 1E 2=12U U =21答案21 21[§§]10为了测定液体的电阻率，工业上用一种称为“电导仪”的仪器，其中一个关键部件如图所示A 、B 是两片面积为1 c 2的正方形铂片，间距d=1 c ，把它们浸没在待测液体中若通过两根引线加上一定的电压U=6 V 时，测出电流I=1μA ，则这种液体的电阻率为多少？解析由电阻公式R=ρl S，变形可得 ρ=RS l =U I ·S l=6×104 Ω· 答案6×104 Ω·11在相距40 的A 、B 两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A 、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示为10 V ，电流表示为40 A ，求发生短路处距A 有多远？如图所示解析A 与短路处的距离，可以认为等于A 与短路处单根导线的长度，而如果能够求得A 与短路处单根导线的电阻，就可以由电阻定律求出导线的长度，也就求出了短路处到A 端的距离A 、B 间距离=40 ，导线总长2，总电阻R=800 Ω；设A 与短路处距离，导线总长2，总电阻R ；由欧姆定律得R=UI=3104010-⨯Ω=250 Ω, 由电阻定律得R=ρ2l S ,R=ρ2x S , 得=x R R =250800×40 =125 即短路处距A 端125答案：12512图甲是一种家用电熨斗的电路原图（额定电压为220 V ）R 0是定值电阻，R 是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响（1）该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W ，温度最高时的耗电功率为484 W ，求R 0的阻值及R 的阻值变范围（2）假定电熨斗每秒钟散发的热量q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 ℃的房间使用该电熨斗熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220 ℃，且保持不变，问应将R 的阻值调为多大？解析（1）温度最低挡P 1=2max 0U R R +，即121=2max 0220R R +温度最高挡P 2=20U R ,即 484=20220R 由以上两式可解得R 0=100 ΩR=300 Ω所以变阻器阻值范围是0到300 Ω（2）此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δ=220 ℃-20 ℃=200 ℃由图象知电熨斗每秒钟散发的热量q=440 J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=440 W P=20U R R +，440=2220R 100+ R=10 Ω,故应将R 调至10 Ω答案：（1）100 Ω0～300 Ω（2）10 Ω。
2020届高三物理一轮复习 功率导学案
2020届高三物理一轮复习导学案六、机械能（2）功率【导学目标】1．正确理解功率的概念；2．掌握计算功率的方法；3．理解机车启动的两种典型情况。
【知识要点】一、功率1、功率是表示___________的物理量，计算公式为：P=___________或P=___________，单位是______________。
2、平均功率和瞬时功率：由公式P=___________求得的一般是平均功率。
由公式P=___________求得的一般是平均功率（v表示______速度）。
由公式P=___________求得的一般是瞬时功率（v表示______速度）。
对汽车等运输工具，式中的F指牵引力，且α=0。
二、额定功率与实际功率常见动力机器均标明额定功率（铭牌上标明）通常是指动力机器正常工作时的最大__________功率，动力机器输出的功率为实际功率，在正常情况下，机器输出功率小于或等于额定功率，若输出功率大于机器的额定功率，则容易造成机器的损坏。
【典型剖析】[例1]（通州市2020届高三第四次调研测试）一缆车系统可将乘客在高40m、长80m 的山坡间上下传送．若整个系统有一上一下两个车厢，且车厢总是同时到达各自的终点，每个车厢质量m均为2×103kg，它们通过山顶一个巨大的滑轮由钢索相连，滑轮由电动机驱动匀速转动．若某次行程中有20位乘客在车厢X中下坡，另有8位乘客在车厢Y中上坡，乘客平均质量为60kg，每个车厢运动中受到的阻力大小恒为3×103N，方向与车厢运动方向相反，整个行程用时30s．设整个缆车系统在这次行程中克服阻力做功为W，电动机的平均功率为P，取g＝10m/s2，则（）A．W＝4.8×105J，P＝6400W B．W＝4.8×105J，P＝9600WC．W＝0，P＝6400W D．W＝0，P＝9600W[例2]汽车的额定功率为90 kw，路面的阻力为f，汽车行驶的最大速度为v，则（）A、如果阻力为2f,汽车最大速度为v/2B、如果汽车的牵引力为原来的二倍,汽车的最大速度为2vC、如果汽车的牵引力变为原来的1/2,汽车的额定功率就变为45 KWD、如果汽车做匀速运动,汽车发动机的输出功率大于90 KW[例3]（江苏省拼茶中学2020届高三物理五月份模拟试卷）如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数1/v的关系图像，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是（）A、汽车的额定功率为6×104WB、汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC、汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D、汽车做匀加速运动时间是5s[例4]（南通市2020学年度第四次高三教学调研测试试卷）如图所示，一个与平台连接的足够长斜坡倾角1arcsin30θ=，一辆卡车的质量为1t 。
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实验六十八研究电源的输出功率与电源效率
实验目的
研究电源的输出功率和电源效率与外电阻的关系，验证当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；当电源的输出功率最大时，电源的效率为50%。
实验原理
实验电原理见图68-1。
因学生电源内阻很小（约1Ω），当外电路负载很小时，电路中的电流太大，会损坏电源，所以在实验时给电源串联一个电阻圈r，把电源和电阻圈r合起来看作是一个电源，选择电压输出12V，r＝10Ω，R为电阻箱作为电源的负载。
当电源的负载是纯电阻时，电源的输出功率为：
P＝I2R＝RE2
（R＋r）2＝
E2
（R－r）2
R
＋4r
，
式中E、r分别为电源的电动势和内电阻。
当R＝r时，输出功率P取极大值：
P max＝E2
4r
，
电源电动势E与电路中电流强度I的乘积为电源的功率：P0＝EI＝I2（R＋r），
电源的效率：
η＝P
P0＝
I2R
I2（R＋r）
＝＝
1
1＋
r
R
，当R＝r时，η＝0.5。
实验器材
朗威®DISLab、计算机、直流稳压电源、电阻箱、电阻圈、单刀开关、电线等。
图68-1实验电原理图
实验过程与数据分析
1．按电原理图连接好电路，将电压传感器和电流传感器接入数据采集器。
2．打开“计算表格”，增加变量“R”代表电阻箱的值，增加变量“E”为常量，代表电源的电动势，“I2”代表通过电源的电流；
3．将电阻箱的阻值从1Ω起，逐渐增大它的阻值，增大的幅度逐渐变大，到电流很小为止，在R＝r附近多取几组值。
每改变一次变阻箱的值，“点击记录”此时的电压、电流值，手动输入电阻箱的阻值；
4．点击“公式”，分别输入自定义公式“P＝U1*I2”、“P0＝E*I2”、“n＝P/P0”，计算出电源的功率、电源的输出功率和电源的效率（图68-2）；
图68-2 实验数据
5．由计算结果可看出，当外电阻与电源内阻相等时（约11Ω），电源的输出功率最大（2.974），而此时电源的效率为50.5%；
6．打开“计算表格”，点击“绘图”，选取X轴为“R”，Y轴为“P”，得到电源的输出功率与外电阻的关系图线（图68-3）；
图68-3 电源输出功率与外电阻关系图线
7．再次打开“计算表格”，点击“绘图”，选取X轴为“R”，Y轴为“n”，得到电源的效率与外电阻的关系图线（图68-4）；
图68-4 电源的效率与外电阻关系图线8．比较理论值与实验结果。