1、闭合电路的功率闭合电路的功率1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 ，跟内、，跟内、外电路的电阻之和成外电路的电阻之和成 (2)公式公式 正比正比反比反比U内内U外外 2路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系(1)一一般情况：根据般情况：根据UIR 当当R增大时，增大时，U (2)特殊情况特殊情况 增大增大E 3路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系(1)关系式：关系式：U .(2)用图象表示如图用图象表示如图721所示所示 EIr4闭合电路的几个功率闭合电路的几个功率 (1)电电源的总功率源的总功率 P总总
2、EIU外外IU内内IP出出P内内 若外电路是纯电阻电路，则有若外电路是纯电阻电路，则有P总总I2(Rr)(2)电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P内内I2rU内内IP总总P出出 (3)电源的输出功率电源的输出功率P出出UIEII2rP总总P内内1电源的输出功率与外电路电阻的关系电源的输出功率与外电路电阻的关系 若若外电路是纯电阻电路，则电源的输出功率外电路是纯电阻电路，则电源的输出功率(1)当当Rr(内、外电阻相等内、外电阻相等)时，电源的输出功率最大时，电源的输出功率最大Pm (2)当当Rr时，随着时，随着R的增大输出功率越来越小的增大输出功率越来越小(3)当当Rr时，随着时，随着R的增大
3、输出功率越来越大的增大输出功率越来越大 (4)当当P出出r乙乙，D选项正确；内电压选项正确；内电压UrIr，当电流为，当电流为I0时，显然时，显然Ur甲甲Ur乙乙，故，故B错误；从图象的截距易知错误；从图象的截距易知E甲甲E乙乙，选项，选项C正确正确答案：答案：B【例例1】电电动势为动势为E、内阻为内阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及滑动及滑动变阻器变阻器R连接成如图连接成如图7 26所示的电路，当滑动变阻器的所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向触头由中点滑向b端时，下列说法正确的端时，下列说法正确的 是是()A电压表和电流表读数都增大电压表和电流表读数都增大 B电压表和电
4、流表读数都减小电压表和电流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表读数减小电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大电压表读数减小，电流表读数增大 解析：解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路的阻值端滑动时，其连入电路的阻值 变大，导致整个电路的外电阻变大，导致整个电路的外电阻R外外增大，由增大，由U R外外 知路端电压即电压知路端电压即电压表的读数变大，而表的读数变大，而R1的分压的分压UR1 R1减小，故减小，故R2两端的电压两端的电压UR2UUR1增大，再据增大，再据I 可得通过可得通过R2的电流增大，即电流表的读
5、数增大，所以的电流增大，即电流表的读数增大，所以A项正确项正确答案：答案：A电路的动态分析法电路的动态分析法(1)程序法程序法基本思路：电路结构的变化基本思路：电路结构的变化R的变化的变化R总总的变化的变化I总总的变化的变化U端的变化端的变化 固定支路固定支路 变化支路变化支路(2)极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两 个极端去讨论个极端去讨论 11在某控制电路中，需要连成如图在某控制电路中，需要连成如图727所示的电路，主要由电所示的电路，主要由电动势为动势为E、内阻为、内阻为r的电源与定
6、值电阻的电源与定值电阻R1、R2及电位器及电位器(滑动变阻器滑动变阻器)R连接而连接而成，成，L1、L2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滑向a端时，下列说法中正确的是端时，下列说法中正确的是()AL1、L2两个指示灯都变亮两个指示灯都变亮 BL1、L2两个指示灯都变暗两个指示灯都变暗 CL1变亮，变亮，L2变暗变暗 DL1变暗，变暗，L2变亮变亮解析：解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向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
7、电阻减小，由闭合电路的电阻减小，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，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，L1灯变暗，通过其电流减小；由灯变暗，通过其电流减小；由U1I2R1及及I2II1可知可知R1分担电压增大，分担电压增大，L2及及R2两端电压减小，两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项功率减小而变暗，选项B正确正确答案：答案：B 12(2009广东物理，广东物理，10)如图如图728所示，电动势为所示，电动势为E、内阻、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关不计的电源与三个灯泡和三
8、个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都，三个灯泡都能正常工作如果再合上能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是，则下列表述正确的是()A电源输出功率减小电源输出功率减小 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大 C通过通过R1上的电流增大上的电流增大 D通过通过R3上的电流增大上的电流增大解析解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势电源不计内阻，其输出电压等于电动势.当闭合当闭合 时，电路的外电阻时，电路的外电阻 变小，电路电流变大，故变小，电路电流变大，故 对；电源的输出功率对；电源的输出功率 ，所以电源输，所以电源输出功率应该变大，出功率应该变大，错误；因并联部分两端的电压错误；因并联部
9、分两端的电压 ，闭合，闭合 时时 变大，所以变大，所以 变小，变小，上消耗的功率变小，通过上消耗的功率变小，通过 的电流也是变小的电流也是变小的，故的，故 错误错误.答案答案：C 【例例2】如如图图729所示，电源电动势所示，电源电动势E6 V，内阻，内阻r1，电阻，电阻R12 ，R23，R37.5，电容器的电容，电容器的电容C4 F.开关开关S原来断开，原来断开，现在合上开关现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？解析：解析：S断开，断开，C相当于断路，相当于断路，R3中无电流，中无电流，C两端电压即两端电压即R2两端
10、电压两端电压 U2 R23 V.QCU212106 C，且，且a板带正电，板带正电，b板带负电板带负电 S闭合，闭合，C两端电压即两端电压即R1两端电压，由电路分析：两端电压，由电路分析：.QCU17.2106 C且且a板带负电，板带负电，b板带正电板带正电 据此通过电流表电量据此通过电流表电量QQQ1.92105 C.答案：答案：1.92105 C(1)解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对只有当电容器充、放电时，电容器
11、支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路电路的作用是断路(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电压压 21如图如图7210所示的电路中，开关所示的电路中，开关S闭合一段时间后，下列说法中正确的是闭合一段时间后，下列说法中正确的是()A将滑片将滑片N向右滑动时，电容器放电向右滑动时，电容器放电B将滑片将滑片N向右滑动时，电容器继续充电向右滑动时，电容器继续充电C将滑片将滑片M向上滑动时，电容器放电向上滑动时，电容器放电D将滑片将滑片M向上滑动时，电容器继续充电向上滑动时，电容
12、器继续充电 解析：解析：电路稳定时，电路稳定时，R1和和R3串联接在电路中，电容器串联接在电路中，电容器C两端电压等于两端电压等于R3两端两端的电压，将滑片的电压，将滑片N向右滑动时，向右滑动时，R3阻值变小，阻值变小，R3两端电压变小，电容器两端电压变小，电容器C两两端电压变小，电容器端电压变小，电容器C放电，放电，A选项正确，选项正确，B选项错误；电路稳定时没有电流选项错误；电路稳定时没有电流经过经过R2，R2相当于一根导线，当滑片相当于一根导线，当滑片M向上滑动时，电容器两端电压不变，向上滑动时，电容器两端电压不变，电容器既不充电也不放电，电容器既不充电也不放电，C、D选项错误选项错误答
13、案：答案：A 22 如图如图7211所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于处于静止状态，若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减小，为维持该油滴仍静止状态，若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减小，为维持该油滴仍处于静止状态，可采取下列哪些措施处于静止状态，可采取下列哪些措施()其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向
14、右移动其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向右移动A B.C.D.答案：答案：C【例例3】图图7212甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于由图可知，两者不成线性关系，这是由于_如图乙所示，将这个电如图乙所示，将这个电灯与灯与20 的定值电阻的定值电阻R串联，接在电动势为串联，接在电动势为8 V的电源上，则电灯的实际功的电源上，则电灯的实际功率为率为_ W(不计电流表电阻和电源内阻不计电流表电阻和电源内阻)解析：解析：根据闭合电路欧姆定律：根据闭合电路欧姆定律：EIRUL得到：得到：8UL20I在
15、甲图中画出此方程的图象如右图在甲图中画出此方程的图象如右图由图象得出：该图象与原图的交点为此电路对应的电流和电压值，故此电路中小灯由图象得出：该图象与原图的交点为此电路对应的电流和电压值，故此电路中小灯泡两端电压为泡两端电压为U2 V，电流，电流I0.3 A，所以功率，所以功率PUI0.6 W.答案：答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大0.6 由小灯泡的由小灯泡的UI图线可知小灯泡的电阻随电流的增大而增大，不能把小灯泡的图线可知小灯泡的电阻随电流的增大而增大，不能把小灯泡的电阻看作常数通过电路和图象考查对小灯泡的
16、电阻看作常数通过电路和图象考查对小灯泡的UI图线和直流电路的理解、图线和直流电路的理解、分析及相关计算分析及相关计算 31 如图如图7213所示，在所示，在UI图象上，图象上，a、b、c各点均表示该电路中的一个确各点均表示该电路中的一个确 定的工作状态，定的工作状态，45，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A在在b点时，电源有最小的输出功率点时，电源有最小的输出功率B在在b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大b，增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大C从从ab，增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大D从从bc，增大，电
17、源的总功率和输出功率都减小增大，电源的总功率和输出功率都减小 解析：解析：在在b点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的总功率总功率R总总=IE，电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大，从电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大，从ac，增大，增大，外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从bc时，时，增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小答案：答案：D 在如图在如图7214所示电路中，电源电动势所示电
18、路中，电源电动势E6 V，内阻不计，小灯泡，内阻不计，小灯泡L上标有上标有“6 V,0.3 A”的字样，滑动变阻器的字样，滑动变阻器R1的阻值范围是的阻值范围是020，电阻，电阻R2上标有上标有“15、4 A”，理想电流表，理想电流表A的量程为的量程为00.6 A甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时，甲同学认为：由于电流表允许通过的最大电流为取值范围时，甲同学认为：由于电流表允许通过的最大电流为0.6 A，所以通过，所以通过R1的最大电流为的最大电流为0.3 A，这时滑动变阻器，这时滑动变阻器R1两端的最大电压为两端的最大电压为U1mEI1mR21.5
19、 V，因此滑动变阻器的最大功率为，因此滑动变阻器的最大功率为P1mI1mU1m0.45 W.乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端的电压的乘积，即两端的电压的乘积，即P1I1U1，电流最大时功率未必最大，只有电流、电压的，电流最大时功率未必最大，只有电流、电压的乘积最大时，功率才最大乘积最大时，功率才最大你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你认为甲同学正确，请简你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你认为甲同学正确，请简述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，请求出滑动
20、变阻器述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，请求出滑动变阻器R1的最大功率的最大功率P1m.解：解：甲甲同学错主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混淆，把电源的同学错主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混淆，把电源的输出功率与定值电阻的功率相混淆，根据输出功率与定值电阻的功率相混淆，根据P PI2R错误地认为电流越大功率越大错误地认为电流越大功率越大乙同学正确，因电源内阻不计，所以乙同学正确，因电源内阻不计，所以L支路可以不用考虑，将支路可以不用考虑，将R2并入电源，看成一个并入电源，看成一个等效电源，则等效电源，则R1的功率即为等效电源的输出功率，则当的功率即为等效电源的输出
21、功率，则当R1R215 时，时，R1的功率最的功率最大，此时大，此时R1两端的电压为两端的电压为U1E/23 V，R1的功率为的功率为P1mU/R10.6 W.答：答：0.6 W【正确解答正确解答】在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻的最大功率，在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻的最大功率，对于定值电阻对于定值电阻PI2R，电流越大功率越大对于可变电阻的功率，电流越大功率越大对于可变电阻的功率PI2R，电阻是，电阻是变化的，电阻增大电流往往是减小的，只有变化的，电阻增大电流往往是减小的，只有I2R最大时功率才最大对于电源的最大时功率才最大对于电源的输出功率，外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大我们在解题时要具体问输出功率，外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大我们在解题时要具体问题具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好题具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好“条件和范围条件和范围”.【题后反思题后反思】
