1、第四课时 闭合电路中的功率分配和效率问题闭合电路中的功率分配和效率问题 一、闭合电路上功率分配（能量转化）： E=U外+U内 即：P总=P外+P内 P总电源提供的总功率,随电流变化而变化 P外外电路消耗功率(电源的输出功率） P内内电路发热功率（电源损耗） E=I2R+I2r 由：E=U外+U内 P总=EI总 P外P出P总P内IEI2r=I2R外IU外 P内U内总=I总2r 二、关于电源输出功率和效率： 1.对于纯电阻电路，电源输出功率： ?rRRrRRRrRErRErREI44222222?P出 结论：当R=r时，P出有最大值。Pmax=E2/4r P出与外在电阻R的关系曲线： P出 r R
2、1 R2 R 2.图像： rIEIP2?出或3.电源效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比。 对于纯电阻电路： ?0000002210011100100?RrrRRrRRII?当：R=r时，P出=Pmax 时 =50 二、关于电源输出功率和效率： 0000100100?IEIUPP外总出?例：如图，已知电源电动势 E=3V，内电阻r=1，R1=2，滑动变阻器R的阻值可连续增大，求： 1.R多大时，R消耗的功率最大？ 2.R多大时，R1消耗的功率最大？ R R1 E r 例：如图所示，线段A为某电源的UI图线，线段B为某电阻R的UI图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求： (1)电源的输出功
3、率P出是多大？ (2)电源内部损耗的电功率P内是多少？ (3)电源的效率是多大？ 答案：(1)4W (2)2W (3)66.7% 例：例：直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的UI图线用该电源分别与R1，R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为 P1、P2，电源的效率分别为1、2.则( ) AP1P2 BP1P2 C12 D12 C 题型：含有非纯电阻电路问题： 例：如图所示，电源的电动势E24V.内阻r1，电阻R2，M为直流电动机，其电阻r1，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为UV21V，求电动机转变为机械能的功率是多大？ 答案：20W 例例: :电源的电动势是6V,
4、内电阻是0.5,小电动机M的线圈电阻为0.5,限流电阻R0为3,若电压表的示数为3V,试求: (1)电源的功率和电源的输出功率； (2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械 功率 答案： (1)6W 5.5W (2)2.5W 2W 例：例：如图所示的电路中，电压表的电阻如图所示的电路中，电压表的电阻很大，开关S断开时，电压表的示数是4.8V，S闭合时，电压表的示数是 3.6V，已知R1=R2=4，求： (2)第一种情况下的电源的总功率，电源的输出功率，以及电源的热功率和电源的效率？ (1)电池的电动势和内电阻？ 例、例、如图R R为电阻箱，V V为理想电压表，当电阻箱读数为R1=2时，电压表读数
5、为U1=4V；当电阻箱读数为R R2=5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? 例：例：右图中图线表示某电池组的输出电压与电流关系，图线表示其输出功率与电流关系，该电池组的内阻为 ，当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是V。 5 30 例：用电压表检查图示电路中的故障，电路 中有一处故障，测得Uad=5.0V，Ucd=0V， Ubc=0V =0V ，Uab=5.0V，则此故障可能是 A.L断路 B.R断路 C.R1断路 D.S断路 R R1 L a d b c S 答案：B 题型二：电路的故障分析 电路出现故障一般有两个原因： 1.短路；2.断路（包括接线断路或者接触不 良，电器损坏等情况） 题型二：电路的故障分析 一般检测故障用电压表： 1.如果电压表示数为0，说明电压表无电流通过，可能在并联路段之外有断路，或并联段内有短路。 2.如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联段之外无断路，或并联内无短路。
