物理高二第一学期(试用版)-第九章 B 功率和效率 课件

E2 4r
当R＜r时，P＜PM
当R＞r时，P＜PM
P
E2
R+2r+r2/R
PM
结论：当R=r时
输出功率达到最大值
0
R1 r
R2
R
如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化
范围是0－10Ω。求：
R2 R1
Er
① R2的阻值调到多少时，电源的输出功率
最大？最大功率是多少？
如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化
例:如图所示,当滑片P向右滑动时电源的
输出效率___A__,输出功率__A_B_C_.
A.一直增大.
B.一直减小.
C.先增大后减小. D. 先减小后增大.
E,r R
1.如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻 箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当 电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为 U2=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?最大值Pm为多少?
2．电源内阻消耗的功率 P 内：电源内阻的热功
率，也称为电源的损耗功率，计算式为：P 内＝ I2r.
3．电源的输出功率 P 出：外电路上消耗的功率，计
算式为：
P 出＝U 外 I(普遍适用)． P 出＝I2R＝RE＋2Rr2(纯电阻电路)．
4．输出功率随外电阻 R 的变化关系
电源的输出功率：P
出＝UI＝
（05江苏高考卷）
E 6V r 1
R＝1Ω，P＝9W
例:如图所示
E,r R
拓展与提高: 若r=1Ω,R=2Ω, 滑动变 阻器总阻值为5Ω. 滑动滑片P, 何时R上消耗的功率最大? 何时滑动变阻器上消耗的功率最大?
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
电源效率 η =
U 100% 67%
当外电阻 R = r时输出功率最大，Pm=9瓦。 这样，此题的答案顺序分别为“2”、“8”
、4、“67%”、“9”。
闭合电路中的功率问题 1．电源的功率 P：电源将其他形式的能转化为 电能的功率，也称为电源的总功率，计算式为： P＝EI(普遍适用)． P＝RE＋2 r＝I2(R＋r)(纯电阻电路)．
范围是0－10Ω。求：
R2 R1
Er
② R2的阻值调到多少时， R1上消耗的功
率最大？
如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化
范围是0－10Ω。求：
R2 R1
Er
③ R2的阻值调到多少时， R2上消耗的
功率最大？
结论:
①对于定值电阻,当I最大时(即总电 阻尽可能小)它消耗的功率最大.
内部消耗的电功率是
瓦，电源的效率是_________。该电源的最大输出功
率是
瓦。
分析指导 从图线OM看出，固定电阻R的阻值
是2欧。从图线AB看出电源的电动势ε是6伏，内
电阻r 是1欧。
图线交点C处，路端电压是4伏，电路电流是2安，
此状态时输出功率
P出 = IU = 2×4瓦 = 8瓦。
电源内部消耗的电功率 P内 = I2r = 4瓦。
闭合电路欧姆定律
习题课
功率和效率
一.关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化
电源提 供电能
外电路消 耗的能量
内电路消 耗的电能
电源的三个功率以及关系Βιβλιοθήκη Baidu
(a)电源总功率：P总 I E
(b)外电路功率：P出
I
U
E2 R (R r)2
(c)内电阻功率：P内 I U内 I2 r (d )三个功率关系：P总＝P出＋P内
②对于可变电阻,当它自身电阻值和 其他所有电阻之和相等(或最接近 时),它消耗的功率最大.
电源的电动势和内阻都保持一定，在外 电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说
法中正确的是( ＡCD )
Ａ．电源的路端电压一定逐渐变小 Ｂ．电源的输出功率一定逐渐变小 Ｃ．电源内部消耗的功率一定逐渐变大 Ｄ．电源的供电效率一定逐渐变小
(5)P 出与 R 的关系如图 4－1－4 所示．
图4－1－4
5．电源的效率：η＝PP外＝UEII＝UE(η＝R＋R r，只 适用于外电路为纯电阻的电路)． 由上式可知，外电阻 R 越大，电源的效率越高．
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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 2 W, I=2A对应的外电阻是 0.5 Ω.
P/W
9
C
A
B
O 1 2 3 I/A
练习3、如图所示，图线AB是电路的路端电压与电流的关系图线；OM为同一电源向
固定电阻R供电时，电阻R两端电压与通过电流的关系图线。由图可知，该电阻的阻
值是_________欧。在图线交点C处，表示电源输出功率是_________瓦，在电源
RE＋2Rr2＝
E2 R－R r2＋4r.
由上式可以看出：
(1)当 R＝r 时，电源的输出功率最大，Pm＝E4r2， 此时电源效率 η＝50%. (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 R1 和 R2，且 R1·R2＝r2.
电源的工作(输出)效率
P出 100% U外 100%
P总
E
对纯电阻电路，电源的效率为：
I2R I2(R
r)
100%
R (R
r)
100%
1 1
r
100%
R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
电源最大输出功率
P IU
I 2R
E2R (R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R＝r时，PM＝