高二物理专题;电源功率及效率

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闭合电路的功率与效率及动态分析课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

极端情况
（2）当

=0
电流 =

称为短路电流
2.路端电压随电流变化的U-I图像
= −
U E
在纵轴上的截距：表示电源的电动势E
在横轴上的截距：表示电源的短路电流
I短 I
图像斜率的绝对值：表示电源的内阻。内阻越大，图线越陡。
综上所述：这个图象反映的是电源的信息
思考:这个图象和之前学过的 − 图象有什么区别？
A．电源1和电源2的内阻之比是1：1
B．电源1和电源2的电动势之比是1：1
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的
功率之比约为1：2
D．在这两种连接状态下，小灯泡电源的功率和效率
1.电源总功率: 闭合电路整体消耗电能总功率
P总=IE（普遍适用）
外电路为纯电阻电路，电源的总功率还可怎样表达？
Ucd＝6 V，由此可断定
( C )
A．L1和L2的灯丝都烧断了
B．L1的灯丝烧断了
C．L2的灯丝烧断了
D．变阻器R断路
4.电路图如图甲所示，图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的
关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝2.5Ω。
⑴当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？
⑵当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
④图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。
当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩
形面积最大，即输出功率最大。
练一练：如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流
变化的图像，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后
分别与电源1和电源2单独连接，下列说法正确的是（ BCD）

高中物理电路中的电功率和电能问题解析

高中物理电路中的电功率和电能问题解析引言：在高中物理学习中，电路中的电功率和电能问题是一个重要的考点。

理解电功率和电能的概念，掌握其计算方法以及应用技巧，对于解题和理解电路的运行原理都具有重要意义。

本文将通过具体的题目举例，分析电功率和电能问题的考点，并给出解题技巧，旨在帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应用电功率和电能的概念。

一、电功率问题解析电功率是指单位时间内电路中的能量转化速率，通常用符号P表示，单位是瓦特（W）。

在解决电功率问题时，我们需要掌握以下几个关键点：1. 电功率的计算公式电功率P可以通过电流I和电压U的乘积来计算，即P = UI。

例如，如果一个电路中的电流为2安培，电压为6伏特，那么该电路的电功率为12瓦特。

2. 电功率与电流、电压的关系根据电功率的计算公式P = UI，我们可以得出以下结论：- 当电流一定时，电功率与电压成正比。

即电压越高，电功率越大。

- 当电压一定时，电功率与电流成正比。

即电流越大，电功率越大。

3. 电功率的应用举例举例来说，假设有一个电热水壶，它的额定功率为1500瓦特。

如果我们将它插入220伏特的电源中，那么根据电功率的计算公式P = UI，可以计算出电流为6.82安培。

这个例子说明了电功率的应用，我们可以通过电功率来计算电流，或者通过电流和电压来计算电功率。

二、电能问题解析电能是指电路中的能量转化，通常用符号E表示，单位是焦耳（J）。

在解决电能问题时，我们需要掌握以下几个关键点：1. 电能的计算公式电能E可以通过电功率P和时间t的乘积来计算，即E = Pt。

例如，如果一个电路中的电功率为10瓦特，时间为5秒，那么该电路所消耗的电能为50焦耳。

2. 电能与电功率、时间的关系根据电能的计算公式E = Pt，我们可以得出以下结论：- 当电功率一定时，电能与时间成正比。

即时间越长，电能越大。

- 当时间一定时，电能与电功率成正比。

即电功率越大，电能越大。

3. 电能的应用举例假设我们有一个电视机，它的电功率为100瓦特。

高二高三物理-闭合电路欧姆定律之电源输出功率和效率

A．R1消耗的电功率一直减小 B．R2消耗的电功率一直增大 C．电源的输出功率一直减小
D．电源的输出功率先增大后减小
精题讲解
在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程
中，下列各物理量的变化情况正确的是（ B ）
的是（ D ）
A．L1、L3两灯变亮，L2灯变暗 B．L2灯中电流变化值小于L3灯中电流变化值 C．电源输出功率增大
D．电源的供电效率增大
精题讲解
如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻R1=r，滑动变阻器总电阻R2=2r．闭合开关后，在滑动变阻器的滑片从最左端滑至
最右端的过程中，下列判断不正确的是（ D ）
精题讲解
如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光敏电阻被光照射时电阻会变小）．当有光照射R1时，灯泡L正常发光；当无
光照射R1时，下列说法正确的是（ B ）
A．通过光敏电阻R1的电流变大 B．光敏电阻R1两端的电压变大 C．电源的热功率变大
D．电源的输出功率一定变大
精题讲解
如图所示的电路，L1、L2和L3为三个相同的灯泡，灯泡电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑片P向左移动时，下列说法中不正确
精题讲解
如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向下端b滑动过程中，下列说
法正确的是（ C ）
A．电压表示数增大 B．电源的输出功率变大 Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路总电阻变小，电源的热功率变大 D．电流表示数减小
精题讲解
下列说法不正确的是（ C ）
A．当外电路有电动机、电解槽时电流做的功将转化为机械能、化学能等，因此电功大于电热 B．外电路短路时，电源的输出功率为零 C．外电路电阻变大时，电源的输出功率一定变大 D．不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变

高二物理讲义6功率效率及电学实验基础(学生版)

功率效率及电学实验基础一、焦耳定律1.电功和电功率（1）电功①定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间三者的乘积．②表达式：．③单位：焦耳，符号为．另有单位，也称“度”．．④意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就表明有多少电能转化为其他形式的能，即电功是电能转化为其他形式能的量度．（2）电功率①定义：单位时间内电流所做的功即为电功率，数值上等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流的乘积．②表达式：．③单位：瓦特，符号为，常用的单位制还有千瓦（），．④意义：电功率表示电流做功的快慢．⑤额定功率和实际功率：分别为长期正常工作时的最大功率以及实际工作时消耗的电功率．A.灯泡的电流为灯泡电流的2倍B.灯泡的电阻为C.灯泡消耗的电功率为D.灯泡消耗的电功率为在如图甲所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，灯、、为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法正确的是（）1 A. B. C. D.四盏灯泡接成图示电路．、灯泡的规格为“，”，、灯泡的规格为“，”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则这四盏灯泡中实际消耗功率最大的是（）2 A.B.C.D.额定电压都是，额定功率，的电灯两盏，若接在电压是的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个（）32.焦耳定律和热功率（1）焦耳定律①内容：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．②表达式：．③适用范围：公式可求任何电路（纯电阻电路和非纯电阻电路）中电流通过电阻时产生的电热．在国际单位制中，电热的单位也是焦耳．（2）热功率①定义：单位时间内的发热量．热功率就是电能转化为内能的功率．②公式：，适用于所有电路．（3）纯电阻和非纯电阻电路的能量转化示意图A.在任何电路中，电功为B.在任何电路中，电功为，电热为C.在纯电阻电路中，D.在非纯电阻电路中，在某段电路中，其两端电压为，通过的电流为，通电时间为，若该电路电阻为，则关于电功和电热的关系，错误的是（）4 A.电流在整个电路中做的功等于 B.电动机输出的机械能等于C.电动机输出的机械能等于D.电流在整个电路中做的功等于直流电源的电动势为、内电阻为，用它给直流电动机供电使之工作．电动机线圈电阻是，电动机两端电压为，通过电动机的电流为，导线电阻不计，若经过时间，则（）5一台小型电动机在恒定电压下工作，通过它的电流是，用此电动机提升物重的物体，在内可以使该物体匀速提升，除电动机线圈生热之外，不计其它的能量损失，求：6电动机的输入电功率．(1)在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量．(2)电动机线圈的电阻．(3)3.课有余时A.B.C.D.三盏灯泡，和，电源所能提供的电压为，在图示的四个电路中，能通过调节变阻器使电路中各灯泡均能够正常发光且最省电的一种电路是（）7 A. B. C. D.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，调节滑动变阻器并控制电动机停止转动时，电流表和理想电压表的示数分别为和；重新调节并使电动机恢复正常运转时，此时电流表和电压表的示数分别为和．则这台电动机正常运转时输出功率为（）89如图所示，电阻两端的电压随通过该电阻的电流的变化曲线如图所示，电源电动势为（内阻不计），（不随温度变化）．现调节可变电阻的阻值，使电阻与消耗的功率相等，此时通过的电流为；继续调节，使与间的电压相等，这时通过的电流变为．二、闭合电路的功率和效率（1）与电源有关的功率①电源的总功率：总②电源的输出功率：出③电源的内部发热功率：热（2）纯电阻电路中电源的输出功率出．可见，当时，电源的输出功率最大．如电源的输出功率：出将会有两个外电阻与之对应．图所示，除最大输出功率外，同一输出功率出（3）电源的效率电源的效率：出对于纯电阻电路，，电源的效率随外电阻的变化关系如图所示．总外电路的电阻越大，电源的效率越高．A.电源电动势为，内电阻为B.线段表示的功率为C.电流为时，外电路电阻为D.电流为时，外电路电阻为如图所示，直线为某一直流电源的总功率随着电流变化的图线，抛物线为该直流电源内部的热功率随电流变化的图线，、两点对应的横坐标为，则下面说法中不正确的是（）10 A.充电器的输出电功率为 B.电能转化为化学能的功率为C.电能转化为化学能的功率为D.充电效率为电池对用电器供电时，是其它形式能（如化学能）转化为电能的过程；对充电电池充电时，可看做是这一过程的逆过程．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示．已知充电器电源的输出电压为，输出电流为，手机电池的电动势为，内阻为．下列说法正确的是（）11如图所示，已知电源内阻，定值电阻，问：当滑动变阻器的阻值为多大时．12电阻消耗的功率最大？(1)变阻器消耗的功率最大？(2)电源的输出功率最大？(3)1.课有余时A.甲电路中当时，定值电阻功率最大B.甲电路中当时，电源的输出功率最大C.乙电路中当时，电源的输出功率最大D.乙电路中当时，电源的输出功率最大如图所示，电源电动势，内阻，，直流电动机内阻，额定输出功率．调节滑动变阻器可使甲电路输出功率最大，调节可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作，则（）13如图丁所示，已知电源电动势，合上开关，交滑动变阻器的滑动触头从端滑至端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图甲、图乙、图丙所示．其中甲图为输出功率与中端电压关系曲线，乙图为路端电压与总电流关系曲线，丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线，不考14虑电表、导线对电路的影响．则下列关于图中、、、点的坐标值不正确的是（）A.， B.， C.， D.，15一台电风扇，内阻为，接上的电压后，正常运转，这时电风扇消耗的功率是．求：(1)通过电动机的电流是多少？(2)转化为机械能和内能的功率各多少？电动机的效率是多大？如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电(3)功率和发热功率又是多大？三、电阻定律1.电阻定律和电阻率（1）电阻定律①内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比．导体的电阻还与它的材料有关．②公式：．③对公式的理解：1．式中长度是沿电流方向的长度，横截面积是垂直于电流方向的面积．2．此式为导体电阻的决定式．（2）电阻率①物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越小，导电性能越好．②单位：国际单位是欧姆米，符号是．③各种材料的电阻率与温度的关系：1．金属的电阻率随温度的升高而增大；2．有些半导体的电阻率随温度的升高而减小，且随温度改变变化较大，常用于制作热敏电阻；3．有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度影响，常用于制作标准电阻；4．当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率会突然降低到零，成为超导体．注意：电阻率是材料本身的一种性质，与电阻、长度、横截面积均无关．16一匀质的长方体导体块，有如图所示的六个接线柱，左右两端接入电路、上下两端接入电路、前后两端接入电路的电阻分别为．已知该导体块的电阻率为，长方体的长为、宽为、高为．则分别为多大？A.B.C.D.两根用相同材料制成的保险丝，其直径分别为和，熔断电流分别为和．现将相同长度、不同粗细的两根保险丝并联接入保险丝盒，则电路中允许的最大电流为（）172.游标卡尺和螺旋测微器（1）游标卡尺①构造：如右图，游标卡尺主要由两部分组成，分别是主尺和游标尺．外测量爪用来测量厚度或者外径，内测量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度．为紧固螺钉．②游标卡尺的精确度1．分度的游标卡尺：游标尺上相邻两个刻度间的距离为，比主尺上相邻两个刻度间距小，即精确度为．2．分度的游标卡尺：游标尺上相邻两个刻度间的距离为，比主尺上相邻两个刻度间距小，即精确度为．3．分度的游标卡尺：游标尺上相邻两个刻度间的距离为，比主尺上相邻两个刻度间距小，即精确度为．③读数方法先读整数部分（主尺）：整数部分在主尺上读出，即游标尺零刻度线在主尺多少毫米刻度线的右边，该毫米刻度值就是应读得的以毫米为单位的整数部分．再读小数部分（游标尺）：小数部分在游标尺上第条刻度线与主尺上某一刻度线对齐后读出，即游标卡尺的精度即为读出的小数部分．测量值即为上述两部分之和，．如下图所示，被测物体长度为．④注意事项1．游标卡尺不需要估读；2．主尺的读数应从游标尺与主尺对齐的刻度处读，而不能从游标尺末端读；3．读数时与主尺对齐的游标尺刻度线条数不含零刻度线．（2）螺旋测微器（千分尺）①设计原理：如右图所示，螺旋测微器是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器．旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退．可动刻度分为等份，即每转动等份，前进或后退．因此可通过刻度旋转了多少等份，判断长度变化了多少个．②读数方法如右图所示，读数应该为固定刻度示数与可动刻度示数之和．右图与轴线对应的可动刻度的刻度线为（为估读），则被测长度为．③注意事项1．读数时精确到，估读到；2．注意半毫米刻度线的未知，有的在上方，有的在下方．18读出游标卡尺的示数．19读出螺旋测微器的示数四、基本电学仪器的使用1.滑动变阻器的使用方法（1）两种接法及其作用限流接法分压接法电路闭合开关前滑片位置触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时两端的电压为零负载两端电压调节范围通过负载电流调节范围（2）两种接法的特点①限流式接法耗能低，但电压调节范围小；②分压式接法电压调节范围大，并且可以从零开始变化．（3）电路选择的原则：①若采用限流电路不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压电路；②若待测电阻的阻值比滑动变阻器的总阻值大得多，以致在限流电路中，电流、电压变化范围很小，此时应该用分压电路；③若实验中要求电压从开始连续可调，则必须采用分压电路；④限流电路优点是电路简单、耗能低、可优先选择，不满足要求时按上述原则选择分压电路．20用下列器材，描绘小灯泡的伏安特性曲线．A．待测小灯泡：额定电压，额定功率约为；B．电流表：量程，内阻约为；C．电压表：量程，内阻；D．滑动变阻器：最大阻值为，额定电流；E．滑动变阻器：最大阻值为，额定电流；F．电源：电动势，内阻很小；G．开关一个，导线若干．在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用．（填写器(1)材序号）(2)用笔画线代替导线，将图中的实验仪器连成完整的实验电路．21在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为．用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为(1)（该值接近多次测量的平均值）．用伏安法测金属丝的电阻．实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器（，额定电流）、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数由以上实验数据可知，他们测量是采用图中的图（选填“甲”或“乙”）．(2)2.电流表内、外接法的选择（1）两种方法对比：类别安培表内接法安培表外接法电路图误差来源安培表的分压作用电压表的分流作用误差分析伏特表示数：安培表示数：测真伏特表示数：安培表示数：测真适用条件该电路适合测大电阻该电路适合测小电阻（2）电路选择：①临界值法（大内偏大，小外偏小）（a）时，选择电流表内接法；（b）时，两种都可选择；（c）时，选择电流表外接法；②试触法适用于、、的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接、两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法．（3）总结：“大内偏大，小外偏小”．即大电阻采用电流表内接法，测量结果偏大；小电阻采用电流表外接法，测量结果偏小．22如图所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：（1）待测电阻（约）（2）直流毫安表（量程～，内阻）（3）直流电压表（量程～，内阻）（4）直流电源（输出电压，内阻不计）（5）滑动变阻器（阻值范围～，允许最大电流）（6）开关个，导线若干根据器材规格及实验要求，画出实验原理图，并在本题的实物图上连线23某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值接下来采用“伏安法”校准确的测量该电阻的阻值，待测电阻的阻值约为几千欧，所用实验器材如图（b）所示．其中电压表内阻约为，电流表内阻约为．图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．3.电压表和电流表的改装（1）小量程的电流表（表头）①工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流成正比．②表头的三个主要参数：1．内阻：小量程电流表的电阻．2．满偏电流：小量程电流表指针偏转到最大刻度时的电流．3．满偏电压：小量程电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压．根据部分电路欧姆定律可知，．（2）小量程电流表改装成电压表或大量程电流表①将满偏电压为，内阻为的小量程电流表改装成量程为的电压表，需要串联一个电阻．②将满偏电流为，内阻为的小量程电流表改装成量程为的电流表，需要并联一个电阻．（3）二者的比较小量程的表头改装成电压表小量程的表头改装成电流表内部电路的作用分压分流改装时需要串联或并联的电阻值串，串并，并电表的总内阻串并并注意：①无论如何改装，表头的三个参量保持不变；②电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻越大；③电流表量程越大，其分流电阻越小，电流表内阻越小．24若已知，现串联一个的电阻将它改装成电压表，用它来测量电压，电流表表盘指针位置如图所示，则此时所测量的电压的值应是．25填空：如图是一个双量程的电压表，当使用、两个端点时，量程为，当使用、两个端(1)点时，量程为，已知电流表的内阻为，满偏电流为. 则电阻和的值应该分别为和．图乙是一个双量程电流表，当使用、个端点时，量程为，当使用、两个端点时，量(2)程为．已知表头的内阻为，满偏电流为．则电阻、的值应分别为和．4.课有余时26用电流表和电压表测量电阻的阻值．分别将图示两种接法连到电路中进行测量．按照图甲的某次测量情况是：电流表的示数为，电压表的示数为；按照图乙的某次测量情况是：电流表的示数为，电压表的示数为．比较这两次的测量结果，正确的是（）A.电阻的真实值更接近，且小于B.电阻的真实值更接近，且大于C.电阻的真实值更接近，且小于D.电阻的真实值更接近，且大于A.图甲中的、的示数相同B.图甲中的、的指针偏角相同C.图乙中的、的示数和偏角都不同D.图乙中的、的指针偏角相同用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、，若把、分别采用，并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（）27。

物理课件高二物理《电功电功率》课件

物理课件高二物理《电功电功率》课件一、教学内容本课件依据人教版高二物理选修31第二章第四节内容，详细讲解电功和电功率的概念、计算公式及其应用。

具体内容包括：1. 电功的定义、计算公式和单位；2. 电功率的定义、计算公式和单位；3. 电功与电功率的关系；4. 串并联电路中的电功和电功率计算。

二、教学目标1. 让学生掌握电功和电功率的定义、计算公式及其应用；2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力；3. 帮助学生理解电功和电功率在电路分析中的应用。

三、教学难点与重点1. 教学难点：电功率的计算公式推导及其应用；2. 教学重点：电功和电功率的定义、计算公式及在串并联电路中的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、实验器材（电流表、电压表、电阻、电源等）；2. 学具：笔记本、笔、实验报告单。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示一个实际电路，让学生观察电流和电压的变化，引导学生思考如何计算电路消耗的电能和电功率。

2. 知识讲解：（1）电功的概念、计算公式和单位；（2）电功率的概念、计算公式和单位；（3）电功与电功率的关系；（4）串并联电路中的电功和电功率计算。

3. 例题讲解：讲解一道典型例题，引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习：布置几道练习题，让学生巩固所学知识。

5. 实验操作：指导学生进行实验，验证电功和电功率的计算公式。

六、板书设计1. 电功：定义：电流在电压作用下通过电路时所做的功；计算公式：W=UIt；单位：焦耳（J）。

2. 电功率：定义：单位时间内电路消耗的电能；计算公式：P=UI；单位：瓦特（W）。

3. 串并联电路中的电功和电功率计算。

七、作业设计1. 作业题目：（1）计算一个电器在一段时间内消耗的电能；（2）已知电路的电流、电压和功率，求电路中的电阻；（3）分析串联电路和并联电路的电功和电功率特点。

2. 答案：见附录。

八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生研究非纯电阻电路的电功和电功率计算，提高学生的物理素养。

物理高二物理电功电功率PPT课件

热功率
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某一用直流电动机提升重物的装置，重物质量 m=50kg，电源提供恒定电压 U=110v，不计各处摩擦，当电动机以 v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流 I=5A，求电动机线圈电阻 R（g=10m/s2 ）
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感谢您的观看！
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思考：
1. 形成电流的条件是什么？ 2. 导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，
电场力对定向移动的电荷做功吗？ 3. 从能量转化的角度来讲,用电器是将什么形式的能
量转化为什么形式的能量？
第1页/共16页
学习目标：
、理解电功的内涵，能够从静电学的角度推导电功的表达式
1. 知道电功23、、是理能解够指电从功能电率量场和守热恒力功的率角对的度区计自别算复由杂电荷所做的功，做功的过程是用电电器能的能转量转化化问为题其他形式能量的过程。 2．理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。 3．知道电功率、热功率的联系和区别．
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一、电功和电功率
如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量 q=It
则电场力做功 W=qu 即：W=UIt
第3页/共16页
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．
W UIt
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积．在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.
1kW＝103W＝106mW
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二、电热和热功率
1．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积．

高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律

高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律：公式：rR EI +=；变式：)(r R I E +=；内外U U E +=；Ir E U -=；高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律R1R 2A1ErS示数为I1=0.20A;当开关S扳到位置2时,电流表的示数为I2=0.30A,求电源的电动势和内电阻.举一反三：1、在例1的基础上，如果没有电流表，只有电压表，如何设计求电源的电动势和内阻。

二、路端电压与负载的关系1、路端电压U：就是外电压；2、负载R：电路中消耗电能的元件称为负载；3、路端电压U与负载R的关系UIO12Ir E U -= rR EI +=①当R 增大时，I 减小，所以外电压U 增大； ②当R 减小时，I 增大，所以外电压U 减小； 4、路端电压U 与电流I 的关系图象（1）图象的截距（如图所示）：①外电路断路时，即R →∞时，I=0，Ir=0，外U =E ，即直线在纵坐标上的截距表示电源的电动势E ； ②外电路短路时，即R=0，I=rE（称为短路电流），外U =0，即直线在横坐标上的截距表示为短路电流I 短。

（2）直线的斜率：由短短得I Er r E I ==，所以直线斜率的绝对值就等于电源内阻，即IUr ∆∆=，直线的斜率绝对值越大，内阻r 越大。

注意：θtan ≠r ，因为对于同一个电源，坐标标度不同，θ不同。

例1、有两节电池,它们的电动势分别为E1和E2,内电阻分别为r 1和r 2.将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流I 和路端电压U 的关系如图所示,可以判定( )A.图象交点所示状态,两电路的外电阻相等B.E 1>E 2,r 1>r 2C.图象交点所示状态,两电路的电阻相等D.E 1>E 2,r 1<r 2举一反三：1、如图所示，在同一坐标系中画出a 、b 、c 三个电源的U 一I 图象，其中a 和c 的图象平行，下列说法中正确的是（）A ． Ea<Eb ，ra=rbB ． Eb=Ec ，rc>rbC ． Ea<Ec ，ra=rcD ． Eb<Ec ，rb=rc三、闭合电路的电源的功率和效率1．电源的总功率：P 总＝EI ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内．若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I 2(R ＋r)＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．若外电路是纯电阻电路，则有 P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R ＋4r.由上式可以看出(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为Pm ＝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<Pm 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. (5)P 出与R 的关系如图所示．4．电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R ×100%因此R 越大，η越大；当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.η－R 图象如图所示．例1、如图所示，电源电动势E ＝3 V ，内阻r ＝3 Ω，定值电阻R 1＝1 Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10 Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R 2为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？电阻R 1消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？ErRs举一反三：1、如图所示的电路中,R 为电阻箱,V 为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压读数为U 1=4V;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V, 求: (1)电源的电动势E 和内阻r.(2)当电阻箱R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最值Pm 为多少?四、闭合电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：1．程序法：部分→整体→部分.(2)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．2．直观法任一电阻阻值增大，必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大． 3．“并同串反”规律所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．即 }U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→{ U 并↑I 并↑P 并↑4．极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．例1、如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大举一反三：1、在如图所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为0~50Ω，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是（）A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮五、含电容器电路问题的分析：分析和计算含有电容器的直流电流时，要注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端电压．电容器稳定时，相当于此处电路断路．(2)当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高，电容将充电；反之，电容器将对与它并联的电路放电．例1、如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝4 μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？举一反三R2C s2s1ER1高二物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律流过电阻R1、R2的电流方向,以下判断正确的是（ )A、若只断开S1,流过R1的电流方向为自左向右B、若只断开S1,流过R1的电流方向为自右向左C、若只断开S2,流过R2的电流方向为自左向右D、若只断开S2,流过R2的电流方向为自右向左2、如图,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.电池内阻可忽略.(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.R1R2高二物理选修3-1第二章第7节闭合电路的欧姆定律EC s六、电路故障分析：电路故障一般是短路或断路，常见的情况有：导线断芯，灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象．检查故障的基本方法有两种：1．电压表检测方法：如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路．如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路．2．用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源，逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在．例1、用电压表检查如图所示电路中的故障，测得U ad＝5.0 V，U cd＝0 V，U bc＝0 V，U ab＝5.0 V，则此故障可能是()A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路R 1R 2R 3SErR 123SE r举一反三：1、如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V, Uad=0V, Ucd=6V, 由此可以判定 ( )A 、L1和L2 的灯丝都烧断了B 、L1的灯丝烧断C 、L2的灯丝烧断D 、变阻器R 断路2、如图所示的电路中,开关S 闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障 ( )A 、R1短路B 、R2短路C 、R3短路D 、R1断路闭合电路的欧姆定律习题1．如图所示为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220V．那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况2．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时，S与S均闭合，现将S断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大3．如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则( )A．I＝0.75 AB．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 CD．q＝1×10－5 C4．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大5．如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线，用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V．则该电路可能是下图中的( )6．某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR和电源内部的发热功率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．以下判断错误的是( )A．直线a表示电源的总功率B．曲线c表示电源的输出功率C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 ΩD．电源的最大输出功率Pm＝9 W7.在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，下列说法中正确的是( )A ．L 1、L 2两个指示灯都变亮B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗C ．L 1变亮，L 2变暗D ．L 1变暗，L 2变亮8．如图所示电路中，电源电动势E 恒定，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R 3＝5 Ω.当开关K 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相等．则以下说法中正确的是( )A ．电阻R 1、R 2可能分别为4 Ω、5 ΩB ．电阻R 1、R 2可能分别为3 Ω、6 ΩC ．开关K 断开时电压表的示数一定小于K 闭合时的示数D ．开关K 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 Ω9．如图甲所示为某一小灯泡的U －I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R 串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V 的电源两端，如图乙所示，则( )A ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB ．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W D．若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W10．在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K接c时，通过R2的电流．闭合电路欧姆定律1．C 2.B 3.AD 4.A 5.B6．D [电源的总功率为P E ＝EI ，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2r ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，所以直线a 表示电源的总功率，选项A 正确；曲线b 表示电源内部的发热功率，曲线c 表示电源的输出功率，选项B 正确；直线a 的斜率表示电动势E ，解得E ＝3 V ，由曲线b 上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C 正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm ＝E24r＝2.25 W ，对应曲线c 的最高点，选项D 错误．]7．B [当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L 1灯变暗，通过其电流减小；由U 1＝I 2R 1及I 2＝I －I 1可知R 1分担电压增大，L 2及R 2两端电压减小，L 2功率减小而变暗，选项B 正确．]8．AD [将R 3和电源串联在一起看做等效电源，则该等效电源的电动势为E ，等效内阻为r ′＝r ＋R 3，K 闭合时，两电表的示数分别为：U ＝R 1E R 1＋r ′，I ＝E R 1＋r ′.当K 断开时，两电表的示数分别为：U ′＝R 1＋R 2E R 1＋R 2＋r ′，I ′＝ER 1＋R 2＋r ′.又U ′＝E 1＋r ′R 1＋R 2>U ＝E1＋r ′R 1，故选项C 错．由以上各式可得：U ′－UI －I ′＝r ′，故D 选项正确．据题意，UI ＝U ′I ′，代入解得：R 1(R 1＋R 2)＝r ′2，显然A 选项正确，B 选项错误．]9．B [若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，则电源输出电流为I ＝0.4 A ，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U ＝E －I(R ＋r)＝3 V ．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A 时小灯泡两端电压仅为1.3 V ，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A ，A 、C 错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，由题图甲可知小灯泡两端电压为2.0 V ，电阻R 和内阻r 上的电压为3.0 V ，此时每盏小灯泡的电功率为P ＝UI ＝0.6 W ，B 正确、D 错误．]10．(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A解析 (1)K 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式可得通过电源的电流I 1＝PR 2＝1 A ，电源两端的电压U 1＝ PR 2＝4 V. (2)K 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ，① K 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω，通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A ，高二物理选修3-1 第二章第7节闭合电路的欧姆定律21 / 21 这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r.②联立①②式得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω.(3)K 接c 时，R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω，总电流I 3＝E/R 总＝1 A ，通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A. 易错点评1．在第6题中，由于考生对各个功率的表达式不清晰，或不能把各功率的表达式与各个图象对应起来，不能理解图象的交点，最值的意义，导致无从下手解题．2．对于第7题，有关闭合电路动态分析的问题，错误主要有两个方面：①不能按正常程序进行分析，凭想当然去做题．②不根据闭合电路欧姆定律进行定量分析与计算，导致错误．3．在10题中，清楚电键K 接a 、b 、c 时的等效电路，明确各电阻间的串并联关系是解题成功的关键．。

高中物理电路中的功率和效率问题解析

高中物理电路中的功率和效率问题解析在高中物理学习中，电路是一个重要的知识点，涉及到电流、电压、电阻等概念。

而功率和效率则是电路中的重要指标，对于理解电路的运行和应用具有重要意义。

本文将从功率和效率的概念入手，通过具体题目的举例，分析解题技巧，并给出一些实用的指导。

一、功率的概念和计算方法功率是衡量电路中能量转化速率的物理量，表示单位时间内能量的转化量。

在电路中，功率可以通过电流和电压来计算。

根据欧姆定律，电流和电压之间存在着线性关系，即P=UI，其中P表示功率，U表示电压，I表示电流。

例如，有一个电阻为R的电路，电压为U，电流为I，根据欧姆定律可以得到U=IR。

根据功率的计算公式P=UI，将U=IR代入，可以得到P=I²R。

这个公式告诉我们，功率与电流的平方成正比，与电阻成正比。

二、功率问题的解析和应用1. 问题：一个电阻为10Ω的电路中，电流为2A，求功率。

解析：根据功率的计算公式P=I²R，将电流和电阻代入，可以得到P=2²×10=40W。

所以，这个电路的功率为40瓦特。

这个问题的考点是运用功率的计算公式，根据已知条件求解功率。

在解答类似问题时，要注意单位的转换和计算的准确性。

2. 问题：一个电路中，电阻为5Ω，电压为10V，求电流和功率。

解析：根据欧姆定律U=IR，将电压和电阻代入，可以得到10=I×5，解得I=2A。

根据功率的计算公式P=UI，将电压和电流代入，可以得到P=10×2=20W。

所以，这个电路的电流为2安培，功率为20瓦特。

这个问题的考点是综合运用欧姆定律和功率的计算公式，求解电流和功率。

在解答类似问题时，要注意计算的顺序和结果的单位。

三、效率的概念和计算方法效率是衡量电路能量转化效果的物理量，表示实际输出功率与输入功率之间的比值。

在电路中，效率可以通过输出功率和输入功率的比值来计算。

根据功率的计算公式P=UI，可以得到效率的计算公式η=输出功率/输入功率。

专题1 闭合电路功率和效率-2022-2023学年高二物理同步课件(人教版2019必修第三册)

纯电阻电路中，输出功率随外电阻R的变化关系
图象分析
R＜r 时，R 越大，P 出越大
E2
R＝r 时，P 出＝，为最大值
4r
R＞r 时，R 越大，P 出越小
当P出＜Pm时，每个输出功率对应
两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。
【方法规律】：分析纯电阻电路中输出功率变化
时，要思考外电阻R与内电阻r的大小关系
4r
R
E2
当R =r时, Pmax
4r
E r
S
三、三种最大功率
（1）电源的最大输出功
R=r时电源的输出功率最大，若不能相等，外电阻越接近
率：
内阻时，电源的输出功率越大。
（2）定值电阻上消耗的最大功率：定值电阻的电流最大时，消耗功率最大
（3）可变电阻上消耗的最大功率：
判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻，即组成等
第十二章
电能
12.2
能量守恒定律
闭合电路中的欧姆定律
专题课1：闭合电路的功率与效率
学习目标及任务
1.掌握闭合电路中各功率的含义、表达式及相互间的关系。
2.借助公式和图像，掌握分析纯电阻电路中电源输出功率大小的方法。
3.学会闭合电路中三种最大功率的分析思路和方法。
4.知道电源效率的定义，并通过推导，掌握电源效率与外电阻的关系。
率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知（
A.电源最大输出功率可能大于45W
B.电源内阻一定等于5Q
C.电源电动势为45V
D.电阻箱所消耗的功率P最大时，
电源效率大于50%
）
【课堂小结】
祝同学们学习愉快
纯电阻电路中，输出功率随外电阻R的变化关系

电源效率公式高中物理

电源效率公式高中物理
1. 电源效率的概念：
电源效率是指在使用电能进行某种目的时，所输出的功率和最初需要
供入的电能之比，有时也称为电源转换效率。

也就是说，输出实际可
用功率和进入功率之比称为电源效率。

2. 电源效率的意义：
电源效率具有重要的意义，它不但可以反映出某一电器来之后的效能，更可以反映出电力系统的整体效率。

良好的电源效率与节约电能、减
少能源浪费以及改善工作环境有关。

3. 高中物理中的电源效率公式：
电源效率的计算方法是：电源效率=输出功率/输入功率。

用数学表达式来表示则为：η=Pout/Pin，其中，η表示电源效率， Pout表示最终输出
的可用电功率，Pin表示最初需要输入的功率。

4. 电源效率的作用：
电源效率的高低可以反映出电器的能效绩。

一般情况下，效率越高，
可用电力就越大，节能效果也越明显。

另外，不同的电力设备和电源的效率也不尽相同，有些设备需求的是低效率的电源，有些则需要高效率的电源，因此消费者在购买电力设备时，一定要注意产品的性能指标，以便购买最适合的设备。

【高中物理】专题电源的功率和效率课件 2023-2024学年高二上物理人教版(2019)必修第三册

解析
5.12 W 80% (3)不能理由见解析
(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 Ω,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 Ω
E '2
82
时,R2有最大功率,即P2max= =
W=1.6 W。
4r ' 4 10
4r
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,由此可知 ( B )
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻一定等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
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
P出
U
(1)任意电路：η＝ ×100%＝ E ×100%.
P总
R
(2)纯电阻电路：η＝
×100%.
R＋r
例1 如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,,当调节滑动变阻器
R1 =
时,可使甲电路输出功率最大。
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 Ω.
2r
时电动机的输出功率为P0=2 W,发热功率为P热=I2R‘0=4 W,所以电动机的
P入
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
I
U R2
的电压为UR2=E-UM-Ir=3 V,所以R2=
=1.5 Ω。
I

高二物理期中圈题06 电源输出功率和效率计算

闭合电路欧姆定律、电源输出功率、电动势
8
闭合电路欧姆定律、电源
2013年《郑州一中期中试卷》输出功率、电源效率、电 6 源电动势和内阻
难度
考法规律
★★ ★★
★★
1.【知识点】：依据闭合电路欧姆
定律的基本原理来计算
电源的输出功率和效率，
并结合电路图和U-I图像求解电源电动势和内阻
2.【频度】：每年通常考一题
本题选不正确的，故选A．
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03
破译规律-特别提醒
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3 破译规律-特别提醒
【核心】：理解闭合电路欧姆定律，抓住电源输出功率和效率的推导过程，以及最大值的条件，掌握关系式E=U+Ir的意义和应用【关键】：熟练理解电源输出功率的P-R图像和U-I图像上是如何体现电动势、内阻等物理量的
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4 举一反三-突破提升
3.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么（） A．R接到a电源上，电源的效率较高 B．R接到b电源上，电源的输出功率较大 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但
B．由图线可知，电源内阻r=3．0Ω
C．图中两图线的交点表示在整个调
400-018-
节过程中，此时电源的输出功率最大
D．图中两图线的交点表示在整个调
节过程中，此时电源效率达到最大值
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2
例题剖析-针对讲解
解析：由题意可知图象甲表示电源的路端电压随电流的变化关系，
图象乙表示电阻两端的电压随电流的变化关系，所以选项A正确；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，此时内电压E1=Ir=0.5V ，所以内阻r=(0.5/0.3)Ω ，故选项B错误；由图像乙可知定值电阻 R0=1.0/0.3=(10/3) Ω>r ，即外电路总阻值大于内电阻，所以当外电路阻值最小时，电源的输出功率最大，故选项C正确；图像交点表示电路所能达到的最大电流，由效率η=(EI-I2r)/E4I00-0可18- 知此时电源的效率最小，故选项D错误．

12.2.2+闭合电路的功率与效率及动态分析高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

12.2 课时2 闭合电路的功率
与效率及动态分析
一、路端电压与负载的关系
1.负载和路端电压
我们常常把外电路中的用电器叫作负载，把外电路的电
势降落叫作路端电压。
2.路端电压的表达式
根据闭合电路的欧姆定律 E＝U外＋U 内，则 U外 = E- U内
U外记为路端电压 U，考虑到 U内＝ Ir，则：U ＝ E － Ir
线。下列判断正确的是（ AC ）
A．电源的电动势E=1.5V
B．电源的内阻r=3.0Ω
C．当电压为1.4V时，外电路电阻阻值R=14Ω
D．当电流为0.2A时，电源内电压U内=1.5V
【练习2】（多选）如图所示，直线A为某电源的U—I图线，曲线B为某小
灯泡L的U—I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时
×
【例题1】如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，
由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读
数变小，根据分析，发生的故障可能是（ A ）
A.R1断路
B.R2断路
C.R3短路
D.R4短路
二、闭合电路的功率和效率
R
1．电源提供的功率： P总 IE
2．电源的输出功率： P外 IU 外
不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片
向b端移动时，下列说法正确的是（ AC ）
A．油滴带负电，将向下运动
B．P点的电势升高
C．电源的效率变低
D．若电压表、电流表的示数变化量
分别为ΔU和ΔI，则
U
r R1
I
外电路中的用电器叫负载，外电路的电势降落叫路端电压。
C.|ΔU1|<|ΔU2|

物理高二第一学期(试用版)-第九章 B 电源的输出功率课件

电源的输出功率
V A
R R外 R0
U=E-Ir
P=EI-I2r
P I2R
( E )2 R Rr
(R
E2R r)2
4Rr
E2 最大。
P
R
2
46
?
P I2R
( E )2 R Rr
(R
E2R r)2
4Rr
(R
E2 r)2
4r
从长远利益考虑，让孩子从小适度地知道一点忧愁，品尝一点磨难，并非坏事，这对培养孩子的承受力和意志，对孩子的健康成长或许更有好处。——东方生命如流水，只有在他的急流与奔向前去的时候，才美丽，才有意义。再高深的学问也是从字母学起的。发展是硬道理，但硬发展是没道理。抛弃时间的人，时间也抛弃他。——莎士比亚每一件事都要用多方面的角度来看它。
R
当R1R2=r2时，电源的输出功
率相等。
P
R
2
4
?
P εI I 2r
P
ε2R (R r)2
当R=r时，电源的输出功率最大。当R1R2=r2时，电源的输出功率相等。
R R0
没有了爱的语言，所有的文字都是乏味的。如果缺少破土面出并与风雪拚搏的气，种子的前途并不比落叶美妙一分。种子牢记着雨滴献身的叮嘱，增强了冒尖的勇气。生命力的意义在于拚搏，因为世界本身就是一个竞技场。每天都将自己最好的一面展示给别人。——杨丽娜当你的错误显露时，可不要发脾气，别以为任性或吵闹，可以隐藏或克服你的缺点。