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1、第四课时,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=I,2,R+I,2,r,由：,E=U,外,+U,内,P,总,=EI,总,P,外,P,出,P,总,P,内,IE,I,2,r=I,2,R,外,IU,外,P,内,U,内,总,=,I,总,2,r,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：,?,?,?,?,r,R,Rr,R,R,R,r,R,E,r,R,E,r,R
2、,E,I,4,4,2,2,2,2,2,2,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,P,出,结论：,当,R=r,时，,P,出,有最大值。,P,max,=E,2,/4r,P,出,与外在电,阻,R,的关系,曲线：,P,出,r,R,1,R,2,R,2.,图像：,r,I,EI,P,2,?,?,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：,?,?,0,0,0,0,0,0,2,2,100,1,1,100,100,?,?,?,?,?,?,?,?,?,R,r,r,R,R,r,R,R,I,I,?,当：,R=r,时，,P,出,=P,max,时,=50,二、关
3、于电源输出功率和效率：,0,0,0,0,100,100,?,?,?,?,IE,IU,P,P,外,总,出,?,例：,如图，已知电源电动势,E=3V,，内电,阻r=1，,R,1,=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，,R,1,消耗的功率最大？,R,R,1,E r,例：如图所示，线段,A,为某电源的,U,I,图线，,线段,B,为某电阻,R,的,U,I,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,
4、(2)2W,(3)66.7%,例：,直线,A,为电源的,U,I,图线，直线,B,和,C,分,别为电阻,R,1,和,R,2,的,U,I,图线用该电源分,别与,R,1,，,R,2,组成闭合电路时，电源的输出,功率分别为,P,1,、,P,2,，电源的效率分别为,1,、,2,.,则,(,),A,P,1,P,2,B,P,1,P,2,C,1,2,D,1,2,C,题型：含有非纯电阻电路问题：,例：,如图所示，电源的电动势,E,24V.,内阻,r,1,，电阻,R,2,，,M,为直流电动机，其,电阻,r,1,，电动机正常工作时，其两,端所接电压表读数为,U,V,21V,，求电动机转,变为机械能的功率是多大？,答
5、案：,20W,例,:,电源的电动势是,6V,内电阻是0.5,小电,动机,M,的线圈电阻为0.5,限流电阻,R,0,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：,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,R,1,=R,2,=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、,如图,R
6、,为电阻箱，,V,为理想电压表，当电,阻箱读数为,R,1,=2时，电压表读数为,U,1,=4V,；当电阻箱读数为,R,2,=5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,?,最大值,P,m,为多少,?,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,U,ad,=5.0V,，,U,cd,=0V,，,U,bc,=0V,，,U,ab,=5.0V,，则此故障可能是,A.,L,断路,B.,R,断路,C.,R,1,断路,D.,S,断路,R,R,1,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。,
