圖解電源的功率習(xí)題(二).ppt

一、閉合電路的歐姆定律,二、電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系,E=IR+Ir,E=U+Ir,適用于純電阻電路,適用于非純電阻電路,A點(diǎn)為工作點(diǎn) SBACO為電源的輸出功率 EDCO為電源的總功率 SADEB為電源內(nèi)消耗的功率,練習(xí):如圖所示直線A為電源的U-I圖線,直線B為電阻的U-I圖線,用該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的輸出功率和電源的效率分別是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67%,解:由圖線可知R =1 , E=3V r=0.5,虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率,P出=4W,P總=EI=6W,= P出 / P總=4/6=67%,D,如圖所示，UI圖線上，a、b、c各點(diǎn)均表示該電路中有一個(gè)確定的工作狀態(tài)，b點(diǎn)=，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A在b點(diǎn)時(shí)，電源有最大輸出功率 B在b點(diǎn)時(shí)，電源的總功率最大 C從ab 時(shí)，角越大，電源的總功率和輸出功率都將增大 D從bc 時(shí)，角越大，電源 的總功率和輸出功率都將減小,點(diǎn)撥：兩圖像與I軸的夾角和的正切分別表示內(nèi)阻和外電阻的大小.,A D,兩個(gè)電源UI關(guān)系曲線如圖10所示，分別 將兩個(gè)電源接入兩個(gè)電路中，對(duì)應(yīng)得電阻分別為 R1和R2且R1=R2，兩電源的路端電壓分別為U1和 U2，電源功率分別為P1和P2，電源效率1 和2，則下列關(guān)系式中正確的是：（ ） A.U1U2； B.P1P2； C. P12.,解析：由于R1=R2，可在UI關(guān)系曲線中作外電阻的伏 安特性曲線交1、2兩條直線的點(diǎn)A和B即為兩個(gè)電路的 工作點(diǎn)（如圖11所示）.讀圖顯見(jiàn)U1U2，I1I2， P1P2，P1 P2，故A、B、C三選項(xiàng)都是錯(cuò)誤的. 又電源UI關(guān)系曲線的斜率反映電源內(nèi)阻的大小， 依據(jù)上圖可得r1r2，效率公式 可知， D選項(xiàng)是正確的.,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室先后完成下面二個(gè)實(shí)驗(yàn)： 測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻； 描繪小燈泡的伏安特性曲線 (1)用實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到數(shù)據(jù)作出U一I圖線如圖中a線, 實(shí)驗(yàn)所測(cè)干電池的 電動(dòng)勢(shì)為 V, 內(nèi)電阻為 .,a,1.50,0.75,(2)將實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)中同一U-I坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)作圖，得到如圖所示的圖線b，如果將實(shí)驗(yàn)中的電池與實(shí)驗(yàn)中的小燈泡組成閉合回路，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為 ， 若將兩節(jié)與實(shí)驗(yàn)中相同的干電池串聯(lián)后與該小 燈泡組成閉合回路， 則此時(shí)小燈泡的 電壓為 ， 實(shí)際功率為 .,0.720.02W,0.850.88V,1.21.3W,題目,上頁(yè),解：P1=0.601.20=0.72W,畫(huà)出這時(shí)的U-I圖線如圖c示,P2=0.881.40=1.23W,圖甲為某一小燈泡的U-I 圖線，現(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)4的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1、電動(dòng)勢(shì)為5V的電源兩端，如圖乙所示.則通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為 A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率為 W。,0.3,0.6,解見(jiàn)下頁(yè),解：,設(shè)通過(guò)每盞燈的電流為I, 燈泡兩端的電壓為U , 由閉合電路歐姆定律得：,在小燈泡的U-I圖線中作出上式的圖線如圖藍(lán)直線示， 兩圖線的交點(diǎn)即為圖乙燈泡的工作點(diǎn)。,I=0.3A, U=2V , P=IU=0.6W,所以通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為 0.3A， 此時(shí)每盞小燈泡的電功率為0.6W,u,E,U M（I，U）,b a,N,O I Im i,當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí))圖中矩形面積最大，,交點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率；,即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。,小結(jié)：圖象與電源功率問(wèn)題,三、電源的路端電壓隨外電阻的變化關(guān)系,四、電功率隨外電阻的變化關(guān)系 電源外加負(fù)載時(shí)，電源的輸出功率隨外電 阻的改變而改變，依閉合電路歐姆定律可得,可 繪制PR-R的關(guān)系曲線如圖4所示.通過(guò)右圖可以 發(fā)現(xiàn)當(dāng)R=r時(shí),電源的功率最大Pm=E2/4r ,我們 可以抓住R=r(其中r是電源的電阻或等效電阻) 作為解題的突破口.,圖中的點(diǎn)A表示短路狀態(tài)， 點(diǎn)B是拋物線的頂點(diǎn)， 此時(shí)內(nèi)耗功率和輸出功率 相等，都為總功率的一半， O/點(diǎn)表示斷路狀態(tài).,056.08年蘇北四市第三次調(diào)研試題 3,3. 如右圖所示，曲線C1、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線.由該圖可知下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ） A電源的電動(dòng)勢(shì)為4V B電源的內(nèi)電阻為1 C電源輸出功率最大值為8W D電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率可達(dá)16W,解：,由圖線的交點(diǎn)和 得R1 =r=1,電源被短路時(shí)，,電源輸出的最大功率為,C,08屆揚(yáng)州市期中模擬試卷10,如右圖所示，用甲、乙、丙三個(gè)電動(dòng)勢(shì)E相同而內(nèi)電阻r不同的電源，分別給定值電阻R供電.已知甲、乙、丙三個(gè)電源內(nèi)阻的大小關(guān)系為r甲r乙r丙，且r乙=R，則將R先后接在這三個(gè)電源上時(shí)的情況相比，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A接在甲電源上時(shí)，通過(guò)R的電流最大 B接在丙電源上時(shí)，通過(guò)R的電流最大 C接在乙電源上時(shí)，電阻R消耗的電功率最大 D接在丙電源上時(shí)，電阻R消耗的電功率最大,解：,E、R、r一定， r小的I、P大,B D,五、電功率隨電流的變化 對(duì)于圖1所示的電路，在閉合電鍵K后，電源對(duì) 外電阻R供電.由于電源內(nèi)阻的存在，電源消耗 的總功率P總一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)耗功率P耗，另一 部分為輸出功率P出，它們的關(guān)系是： P總=P出+P耗，對(duì)于特定的電源其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi) 阻r可視為一個(gè)定值，于是依全電路歐姆定律 E=I（R+r）可得P總=IE，P耗=I2r，P出=IE-I2r.,根據(jù)上述三式可繪制P-I關(guān)系曲線如圖2所示， 其中I是直線，它反映電源消耗的總功率P總 隨電流I的變化規(guī)律，是拋物線的右半支， 它反映電源的內(nèi)耗功率P耗隨電流I的變化規(guī)律， 是拋物線它反映電源的輸出功率P出隨電流I 的變化規(guī)律；圖中的點(diǎn)A表示短路狀態(tài)，點(diǎn)B是 拋物線的頂點(diǎn)，此時(shí)內(nèi)耗功率和輸出功率相 等，都為總功率的一半，O點(diǎn)表示斷路狀態(tài).,例3：如圖3所示，直線OBC為某一直流電源的總 功率P隨電流I變化的圖線，拋物線OAC為同一電 源內(nèi)部的熱功率Pr隨電流I變化的圖線，若AB對(duì) 應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A，那么線段AB表示的功率為 ， I=2A時(shí)對(duì)應(yīng)的外電阻為 .,解析：通過(guò)拋物線OAC可知 Pr