二、电源的功率、效率及三类曲线讲解.docVIP

二、电源的功率、效率及三类曲线 【知识要点】 一、导体的伏安特性曲线导体中电流跟= （3）电源内部消耗的功率P内= 2、电源的效率：η= = 3、若外电路为纯电阻电路 （1）电源输出功率随外电阻变化的图线如图2所示。由图可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为= 。由图像还可知当Rr时，若增加，则出增大；当r时，若R增大，则出减小对应于电源的非最大输出功率可以有两个不同的外电阻Rl和R电源输出功率，R=r时效率为 。 三、电源的伏安特性曲线 如图所示路端电压U与电流的关系曲线，也就是U E—Ir式的函数，称为电源的伏安曲线b为外电路电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大，可以得出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半。 【专项练习】 1、实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示（ ） 2、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象 （ ） 3、将阻值为R且不随温度而变化的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过电流I间的关系图象中，正确的（ ） 4、两电阻R1，R2的伏安特性曲线如图所示，可知两电阻的大小之比R1:R2等于（ ） A、1:3 B、3:1 C、 D、 5、如图所示，电源的电动势是6V，内阻是0.5Ω,小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R0为3Ω，若电压表的示数为3V，试求： （1）电源的总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 6、如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的最大值为10Ω。求： （1）电源的最大输出功率； （2）R1上消耗的最大功率； （3）R2上消耗的最大功率； （4）若r=12Ω，R2的最大值为6Ω，求电源的最大输出功率。 7、如图中所示的是路端电压U随电池的内电压U变化的图像，当内电压U1.2V时，路端电压电池的电动势Ω，R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求： （1）电源的电动势和内电阻； （2）定值电阻R2的阻值； （3）滑动变阻器R3的最大值； （4）上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。 9、如图所示，图线I为电源的路端电压随电流变化的图线。图线II为一导体两端的电压和导体中电流关系的图线。若将该导体和电源连接成闭合回路，求路端电压和电源的输出功率。 10、如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线。若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为多少？现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，电源输出功率最大时是多少？ 参考答案 1、解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。 2、解：此图象描述P随U 2变化的规律，由功率表达式知：，U越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小。选C。 3、CD 4、A 5、解：⑴在串联电路中,电压表读R0两端的电压,由欧姆定律得I=1A 电源的总功率：P总=EI=6W 由能量转化和守恒定律得：P输出=P总-Pr=6-12×0.5=5.5W ⑵电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和， P输出=PM+PO PO=I2RO=3W PM= P输出- PO=5.5-3=2.5W 有PM=P机+PMr 得P机=PM-PMr=2.5-I2r=2.5-0.5=2W 6、解：①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；②R1是定