電源功率和效率

1、關(guān)于電源的功率和效率第一張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1閉合電路歐姆定律 2路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系： （1）表述：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟 內(nèi)、外電路的電阻之和成反比（2）表達(dá)式（1）路端電壓隨外電路電阻R增大而增大斷路短路（2）路端電壓U 隨電流I 變化的圖象 知識(shí)回顧第二張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月E rRI一、閉合電路的功率關(guān)系2、電源的輸出功率（外電路的功率）3、電源內(nèi)部消耗的功率1、電源的功率（電路的總功率） 閉合電路的功率關(guān)系能量守恒：第三張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、電源的效率E rRI（最后一個(gè)等號(hào)只適用于外電路為純電阻電

2、路）第四張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電源的輸出功率E rRI1、當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大第五張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電源的輸出功率1、當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大2、電源輸出功率隨外電阻變化的圖線（ 圖線）O RP出 r第六張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電源的輸出功率1、當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大2、電源輸出功率隨外電阻變化的圖線（ 圖線）O RP出 r3、同一輸出功率值對(duì)應(yīng)的兩個(gè)外電阻的關(guān)系第七張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四、用U-I圖象表示功率關(guān)系 圖線A表示閉合電路路端電壓隨外電流的

3、變化情況；圖線B表示外電路的電流隨電壓的變化情況。兩圖線的交點(diǎn)即為此時(shí)電路的工作狀態(tài)，從交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)可讀出此時(shí)電路中的總電流和路端電壓 。圖象中DEOI總所圍的面積大?。‥I總）表示了電源的釋放功率；CU端OI總所圍的面積大?。║I總）表示了電源的輸出功率；而這兩面積之差DEU端C所圍的面積大?。‥I總-UI總）則表示了電源內(nèi)部所消耗的功率。電源的輸出功率內(nèi)電路消耗的功率第八張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月電源的輸出功率 當(dāng)A、B兩圖線斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí))圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出此時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。四、用U-I圖象表示

4、功率關(guān)系第九張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例1、如圖所示，線段A為某電源U-I圖線，線段B為某電阻R的U-I圖線以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求(1)電源的輸出功率P出多大?(2)電源內(nèi)部損耗的電功率P內(nèi)是多少?(3)電源的效率多大?答案：4W ；2W ；66.7%第十張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月P/WI/AO123ABC920.5 例2、直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線,拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線,若A、B對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A,那么線段AB表示的功率為 W, I=2A對(duì)應(yīng)的外電阻是 .第十一張，PPT共二十三頁

5、，創(chuàng)作于2022年6月530v 例3、右圖中圖線表示某電池組的輸出電壓一電流關(guān)系，圖線表示其輸出功率一電流關(guān)系該電池組的內(nèi)阻為當(dāng)電池組的輸出功率為120W時(shí)，電池組的輸出電壓是 第十二張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例4、如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)E為6V，內(nèi)阻r為2, 電阻R為8，電動(dòng)機(jī)M線圈電阻RM為2。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電阻R消耗的電功率為2W，則電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是 A0.5W B1.5W C2W D3.56WME rSR第十三張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例5、如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E7.5V，內(nèi)阻r1.0 ，定值電阻R212 ，電動(dòng)機(jī)M的線圈的電阻R0.50

6、 閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，電壓表的示數(shù)U14 V，電阻R2消耗的電功率P23.0 W求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后：（1）電路的路端電壓.（2）通過電動(dòng)機(jī)的電流（3）電阻的值R1；（4）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。 MVR1E rS R2答案：（1）6V（2）1A(3)2(4)3.5W第十四張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例6、如圖所示電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=0.5電動(dòng)機(jī)的電阻R0 =1.0,定值電阻R=1.5,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表的示數(shù)為3.0V求電源釋放的電功率為多少？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？ 某同學(xué)求解如下：整個(gè)回路的電流是： 經(jīng)檢查，數(shù)值計(jì)算無誤，該同學(xué)求解過程是否有不當(dāng)之處

7、，若有請(qǐng)予以改正。電動(dòng)機(jī)消耗功率：電源釋放的電功率：P=EI=103.33=33.3WP=I2R0= 3.332 10=11.1WRE rV第十五張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月答：此解法不當(dāng)整個(gè)回路的電流是：電源釋放的電功率：電動(dòng)機(jī)消耗功率：例6解答：第十六張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例7、如圖所示，R為電阻箱，V為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1=4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=5時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2=5V求： (1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。 (2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大?最大值Pm為多少?答案：（1）6V、1（2） 1、9W第十

8、七張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例8、已知如圖，E =6V，r =4，R1=2，R2的變化范圍是010。求： 電源的最大輸出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。 E rR2R1答案： 2.25W； 2W； 1.5W。第十八張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例11、如圖所示電路，R1為變阻器，R2為定值電阻，r為電源內(nèi)阻，且rR2。若R1上的電功率為P1，R2上的電功率為P2。以下敘述中正確的是(A) 要使P1與P2的和最大，必須使R1=rR2。(B) 要使P1最大，必須使R1= R2+ r。 (C) 要使P2最大，必須使R2= R1+ r。 (D)（P

9、1+ P2）的最大值，由和r決定。 rR1R2第十九張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例9、在外電路為純電阻的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持一定，在外電路的電阻逐漸減小的過程中，下面說法中正確的是 A電源的路端電壓一定逐漸變小 B電源的輸出功率一定逐漸變小 C電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大 D電源的供電效率一定逐漸變小第二十張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 例10、小張同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流 I 變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)紙上，如右圖中的 a、b、c 所示，則下列判斷正確的是A.直線 a 表示電源的總功率B .曲線 b 表示電源的輸出功率 C.電源的電動(dòng)勢(shì)3V.內(nèi)電阻1D .電源的最大輸出功率Pmax= 9W321P/W369I/A0acb第二十一張，PPT共二十三頁，創(chuàng)作于2022年6月321P/W369I/A0acb電源的總功率PE =IEI所以直線 a 表示電源的總功率電源