5.非纯电阻电路的功率问题

闭合电路中的功率（1）电源的输出功率：

电源的总功率P=EI，对于纯电阻电路P=E2/(R+r)=I2/(R+r)

输出功率为外电阻的功率P

出=IU

外

，P出=I2R= RE2/(R+r)

电源消耗的功率P=I2r

非纯电阻用电器的功率为P=UI

（2）P

出

-R图像

（3）关于输出功率的4个结论（对上图的分析结果）：

当R=r时，电源输出功率最大，

当R＞r时，随着R的增大输出功率在增大；

当R＜r时，随着R的增大输出功率在增大；

当P

出

＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1，R2，且R1×R2=r2

（4）闭合电路中电功的分配关系：

P=P出+P内即EI=UI+I2r(适合非纯电阻电路) P=I2(R+r)(只适合纯电阻电路)

闭合电路上的功率分配，反映了能量转化的守恒关系，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并转化为其他形式的能量。

（5）闭合电路电源效率：

电源效率η= R/(R+r) （只适合纯电阻电路）η=U/E

所以外电阻越大，电源效率越高。但是，电源效率越大，电源的输出功率不一定也越大（二者没有必然联系）。

（6）电流通过用电器时把电能能全部转化为内能，这样的电路叫做纯电阻电路。

1.如图所示，电源电动势为30V，内电阻不计，一个“6V，12W"的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机M串联接入电路．已知电路中电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为

A．40W

B．44W

C．48W

D．60W

2. 如图所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V、12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω。若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率为（）。

36w 44w 48w 60w

3．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（）

A．电动机的额定电压为IR

B．电动机的输出功率为IE-I2R

C．电源的输出功率为IE-I2r

D．整个电路的热功率为I2（R0+R+r）

4. 某直流电动机两端所加电压为U=110V，流过电动机的电流为I=2A，在1s内将m=4kg的物体缓慢提升h=

5.0m （取g=10m/s2），下列说法正确的是（）

A电动机的绕线内阻为55Ω

B直流电动机电流的最大值为 A

C电动机绕线两端的电压为5 V

D电动机绕线产生的电热功率为20W

5.如图所示，用输出电压为1.4V，输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍氢电池充电．下列说法正确的是( )

A．电能转化为化学能的功率为0.12W B．充电器消耗的电功率为0.12W

C．充电时，电池消耗的热功率为0.02W D．充电器把0.14W的功率储存在电池内

6.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路，电路两端加的电压恒为U，开始S断开电流表的示数为I1，S闭

合后电动机正常运转，电流表的示数为I2电流表为理想电表，电动机的内阻为R2，则下列关系式正确的是（）A．=R2 B。=

C．I2U=+ D。I2U=（I1-I2）U+I22R1

7．图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升．已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力导线电阻，则（）

C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大

D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小

8.如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G=500N，电源电动势E=90V，电源内阻为2Ω，不计各处摩擦，当电动机以ν=0.60m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5.0A，下列判断不正确的是（）

A．电动机消耗的总功率为400W

B．电动机线圈的电阻为0.4Ω

C．电源的效率约为88.9%

D．电动机效率为75%

9.如图为用直流电动机提升重物的装置,重物的重量G = 500 N,电源电动势E = 110 V,不计电源内阻及各处摩擦.当电动机以V = 0.90 m / s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I = 5.0 A.

则：（）

①电动机消耗的总功率为550 W ②提升重物消耗的功率为450 W

③电动机线圈的电阻为22Ω④电动机线圈的电阻为4Ω

10. 机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”、城市“雾霾”的重要因素之一．电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受．某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘以输出电压，则下列说法中错误的是（）

A电动机正常工作时消耗的电功率1800W

B电动机的内阻为0.05Ω

C蓄电池充满电后储存的电能约为1.04×107J

D蓄电池充满电后，电动机在额定功率下工作，汽车连续行驶的时间为16h

11.如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，指示灯R L的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻R M为2Ω．当开关S闭合时，指示灯R L的电功率P=4W．求：

（1）流过电流表A的电流．

（2）电动机M输出的机械功率．

12. 如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻=0. 5Ω．当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率475 W（电炉电阻可看作不变）．试求：

（1）电源的电动势；

（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；

（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。