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閉合電路功率和動態(tài)分析閉合電路的三個功率以及關(guān)系
電源的輸出功率隨外電阻變化的討論①電源的總功率P總=IE②內(nèi)耗功率:P內(nèi)=I2r③輸出功率:P出=P-P內(nèi)=IE-I2r=IU外=I2R外當(dāng)外電阻為純電阻電路時當(dāng)R外=r時,P出最大,且最大值為P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外由圖可知:同一功率對應(yīng)著兩個電阻值,兩個電阻值之間有何關(guān)系呢?例題:已知如圖,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的變化范圍是0-10Ω。求:①電源的最大輸出功率;②R1上消耗的最大功率;③R2上消耗的最大功率。
ErR2R1①
2.25W;②
2W;③1.5W。例題:如圖所示,圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線,圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線.若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0Ω,則這只定值電阻的阻值為______Ω?,F(xiàn)有4只這種規(guī)格的定值電阻,可任意選取其中的若干只進(jìn)行組合,作為該蓄電池組的外電路,則所組成的這些外電路中,輸出功率最大時是_______W。
U/V
I/Ao2015105ab解:由圖象可知蓄電池的電動勢為20V。
由斜率關(guān)系知外電阻阻值為6Ω。
用3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻,外電阻等于2Ω,因此輸出功率最大為50W。
閉合電路中的動態(tài)分析(1)保持不變的量只有電源的電動勢和內(nèi)電阻,電流、電壓、電功率等都隨外電阻的改變而改變
(2)I、U、P公式:電流I=E/(R外+r).
內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir=Er/(R外+r).
外電壓U外=IR外=E-Ir.
總功率P總=IE.
在如圖所示的電路中,在滑動變阻器R2的滑動頭向下移動的過程中,電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況如何?
例題:如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.當(dāng)滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時,發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1和ΔU2,下列說法中正確的是()A、小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B、小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C、ΔU1<ΔU2D、ΔU1>ΔU2
V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3P解:滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端,總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小。
與電阻串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大,變亮,與電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓降低,變暗。
U1減小,U2增大,而路端電壓U=U1+U2減小,所以U1的變化量大于
U2的變化量,B、D閉合電路的U-I圖象
Uo
IEU0M(I0,U0)βαbaNI0Im1)右圖中a為閉合電路的U-I圖象b為部分電路(外電阻)的U-I圖象
2)兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時的路端電壓與電流.
3)a的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻的大小、b的斜率的絕對值表示接入電
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